Crystallographic and lattice defect analyses beneath hydrogen embrittlement fracture surface under local- and atomic-level toward new evaluation method

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18H01740
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 26040:Structural materials and functional materials-related
• Research Institution: Sophia University
• Principal Investigator: Takai Kenichi 上智大学, 理工学部, 教授 (50317509)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 水素脆性 / 高強度鋼 / 水素 / 破壊 / 格子欠陥

Outline of Final Research Achievements

Local areas near hydrogen embrittlement fracture surface of high strength steels has been analyzed to clarify the nature at atomic-level such as vacancies, dislocation and grain boundary on the bases of crystallographic and lattice defect aspects. As a results, dislocations and vacancies were formed in quasi-cleavage fracture area as a fracture initiation. In contrast, they were not formed in intergranular fracture area as a fracture propagation area.

Free Research Field

材料工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

自動車用材料を始め、機械・構造材料は応力を負荷されながら使用され、かつ、腐食環境・高圧水素環境など過酷な条件下で使用されるため、ある時間経過後に突然破壊する水素脆化が懸念されてきた。これまで、この水素脆化に関して、様々な機構が提唱されてきたが、必ずしも統一した見解に至っていない問題点があった。そこで本研究では、従来の試験片全体の平均情報を解析する手法から脱却し、水素脆化破面直下の局所領域を解析することで、水素脆化破壊の本質に迫る知見が得られた。これらの知見は、今後の水素脆化評価方法の提案、さらには水素脆化特性に優れた材料設計指針に展開可能である。