2019 Fiscal Year Research-status Report
水素と相変態との動的相互作用が引き起こす諸現象と機構解明
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18K04780
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
横山 賢一 九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (80308262)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
堀部 陽一 九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (80360048)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 腐食防食 / 水素脆性 / マルテンサイト変態 / 破壊 / 生体材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、Ni-Ti超弾性合金およびオーステナイト系ステンレス鋼の水素と相変態との動的相互作用が引き起こす諸現象について、材料強度学、電気化学、結晶構造学などの複合的な観点から調べ、機構解明のための手掛かりを得ることができた。
内部摩擦測定から、水素添加させたNi-Ti超弾性合金において、応力誘起マルテンサイト変態と水素との最初の動的相互作用が及ぼす劣化への影響が最も大きいこと支持する結果を得ることができた。さらに、内部摩擦の変化挙動から、マルテンサイト変態と水素との繰り返し動的相互作用による欠陥あるいは損傷の形成と蓄積を示唆することができた。繰り返し動的相互作用後に室温時効を施すと、内部摩擦が顕著に減少することから、動的相互作用により、固溶水素が欠陥にトラップされた水素などに状態変化するが、時効中に再び存在状態が変化することで、欠陥の状態や分布などに影響を及ぼすことで劣化挙動を変化させることを示唆した。一方、熱誘起マルテンサイト変態と水素との動的相互作用による欠陥生成促進も確認されたが、応力誘起変態マルテンサイト変態と水素との動的相互作用によるそれよりも小さいことが示唆された。
電気化学的水素チャージ法の改良により水素添加したオーステナイト系ステンレス鋼では、低温度域で昇温放出される不安定な状態の水素が多くなり、その水素とひずみ誘起マルテンサイト変態との動的相互作用だけでなく、その前駆段階においても、欠陥あるいは損傷を顕著に形成し、その後の塑性変形と水素との動的相互作用に影響を及ぼし、脆化を促進することを見出した。
本年度の研究で得られた知見は、多くの金属材料の水素脆化機構の解明につながると考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度では、水素と相変態との動的相互作用が引き起こす諸現象について、当初の計画にしたがって実験を遂行し、得られた実験結果の一部は、学会などで研究成果として報告している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、これまでに得られた水素と相変態との動的相互作用が引き起こす諸現象の特徴に関する知見を材料強度学、電気化学、結晶構造学などの複合的な観点から調べ、機構解明に向けた実験を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
本年度は、おおむね当初予定していた研究計画の通り遂行することができ、前年度で生じた差額が、ほぼそのまま残ったため。
次年度の研究費は、実験消耗品（試験用材料、試験加工用関連物品、試薬など）、旅費（成果発表旅費など）、人件費・謝金（実験補助費、英文校閲費など）、その他（印刷費、論文掲載費など）として使用する予定である。
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