2020 Fiscal Year Annual Research Report
Improvement of hydrogen embrittlement resistance by thermomechanical processing in ultrahigh-strength TRIP-aided steels
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18K04743
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
北條 智彦 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (50442463)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
秋山 英二 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (70231834)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 水素脆化 / 残留オーステナイト / 熱間鍛造 / 超微細粒 / 機械的特性 / 変態誘起塑性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
熱間鍛造を施したTRIP型マルテンサイト鋼（TM鋼），TRIP型ベイニティックフェライト鋼（TBF鋼），および焼戻しマルテンサイト鋼（M鋼）の水素脆化特性を明らかにし，TM鋼，TBF鋼，M鋼の水素脆化メカニズムを検討した．水素脆化試験は定荷重試験（CLT），低ひずみ速度引張試験（SSRT），および通常のの引張試験（CSRT）により行った．また，水素チャージは陰極チャージ法により行い，水素脆化試験前，および試験中も水素チャージを行った．
いずれの鋼も熱間鍛造熱処理を施すことによって耐水素脆化特性は向上した．これは熱間鍛造熱処理による組織微細化に起因したと考えられた．
TM鋼，TBF鋼はM鋼と比較して優れた耐水素脆化特性を有した．これはTM鋼，TBF鋼の組織微細化，および破壊の起点となる粗大析出物が少なかったためと考えられた．また，TM鋼はTBF鋼よりも強度レベルが高いにもかかわらず，TBF鋼と同程度の耐水素脆化特性を有した．これはTM鋼がさらに微細な組織を有し，き裂の進展を抑制したことに起因したと考えられた．
TM鋼において，CSRTよりもCLT，SSRTにより耐水素脆化特性を評価したほうが破断応力が低く，弾性変形領域で破断した．CSRTにより水素脆化試験を行うと，破面全体に微小な擬へき開割れが観察された．一方，CLT，SSRTの場合，き裂は試験片の表面付近で発生し，内部まで脆性破面領域が観察された．CSRTは水素プレチャージにより試験片内部まで水素が侵入したため，内部でも小さなき裂が発生したが，ひずみ速度が大きかったためき裂先端の水素集積が起こらずき裂進展しなかったため，破断伸びの低下はみられなかったと考えられた．CLT，SSRTはひずみ速度が小さいため，試験片表面に生じたき裂先端に水素集積が起こり，き裂進展を促進したためCSRTよりも低い応力で破断したと考えられた．
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