2018 Fiscal Year Research-status Report
疲労条件下の水素脆化メカニズムに及ぼす過大荷重履歴の影響
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18K03850
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| Research Institution | Shonan Institute of Technology |
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Principal Investigator |
大見 敏仁 湘南工科大学, 工学部, 講師 (90586489)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 水素脆化 / 数値解析 / 疲労 / 過大荷重 / 水素濃度分布 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成30年度に予定していた数値解析の内容に関しては，プログラムの改良及び解析の実行が当初の計画以上に順調に進めることができた。すなわち,疲労環境下の過大荷重によって水素凝集が促進される場合があることを数値解析で示すことができた。過大荷重がある場合の方が，水素凝集が抑制される条件も存在し，非常に複雑なメカニズムであることが予想される。材料物性や応力状態などの定性的な傾向まで解析することができたので，十分な進捗状況と言える。
一方，平成30年度に予定していた水素脆化試験に関しては，高強度鋼の水素脆化敏感性が予想以上に高く，水素チャージ中に割れが進行することが分かった。この状況では，疲労試験を行うことができなかった。平成30年度は，この問題への対処に時間を要した。数値解析から，水素凝集量や負荷応力を低減させるための定性的な対処法が判明していたので実験を繰返すことで，疲労試験が可能な定量的な実験基準を見出すことができた。令和元年度は，過大荷重の絶対値・過大荷重を付加するタイミングを制御することに挑戦するが，予定よりもやや遅れている。実験装置の改良の準備は進んではいるが，実験回数の積み重ねと試行錯誤が必要な課題でもある。本実験で数値解析との比較を行うために，最終年度（令和2年度）まで実験を行う必要が出てきた。ただし，数値解析の進捗が早まっているため，その結果も生かし研究を完了することができる予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成30年度に予定していた数値解析の内容に関しては，プログラムの改良及び解析の実行が当初の計画以上に順調に進めることができた。すなわち,疲労環境下の過大荷重によって水素凝集が促進される場合があることを数値解析で示すことができた。過大荷重がある場合の方が，水素凝集が抑制される条件も存在し，非常に複雑なメカニズムであることが予想される。材料物性や応力状態などの定性的な傾向まで解析することができたので，十分な進捗状況と言える。
一方，平成30年度に予定していた水素脆化試験に関しては，高強度鋼の水素脆化敏感性が予想以上に高く，水素チャージ中に割れが進行することが分かった。この状況では，疲労試験を行うことができなかった。平成30年度は，この問題への対処に時間を要した。数値解析から，水素凝集量や負荷応力を低減させるための定性的な対処法が判明していたので実験を繰返すことで，疲労試験が可能な定量的な実験基準を見出すことができた。令和元年度は，過大荷重の絶対値・過大荷重を付加するタイミングを制御することに挑戦するが，予定よりもやや遅れている。実験装置の改良の準備は進んではいるが，実験回数の積み重ねと試行錯誤が必要な課題でもある。本実験で数値解析との比較を行うために，最終年度（令和2年度）まで実験を行う必要が出てきた。ただし，数値解析の進捗が早まっているため，その結果も生かし研究を完了することができる予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
数値解析に関しては，問題なく進めることができる見込みである。今後は，想定される材料物性のみならず，代表的な材料物性に対して様々な値での数値解析を実行し，定性的な傾向を明らかにしていくことができると考えられる。
小型試験法を用いた水素脆化試験に関しては，過大荷重の影響を確認するための実験の実施が一番の課題となる。中でも，水素脆化が「促進される場合」と「抑制される場合」という正反対の状況が数値解析により予想されるため，疲労中の過大荷重の負荷頻度が重要なポイントとなると考えられる。この課題に関しては，数値解析の結果を用いることにより実験条件の定性的な絞り込みを効率よく行い，必要な実験回数を減らすことが可能と考えられる。これにより、研究の進捗を早めることが可能と考えられる。
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| Causes of Carryover |
水素脆化試験後の破面観察や試料調整用に予算を計上していたが，予想外の実験結果とその対処のために時間を要したため支出が予想以上に少なかった。
また，購入予定だった装置と同等の性能のある装置を譲り受ける可能性が出たため，購入を一時見合わせたことも，金額的には大きく影響している。
本年度は実験を行う準備も整い，装置の整備費用や実験消耗品の購入もすでに予定しているためより効率的に研究に使用することができる見込みである。
また，前年度節約した予算を疲労試験機の改良にも充てることで，研究をより推進させる予定である。
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