2020 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of phenomena and mechanisms caused by the dynamic interactions between hydrogen and phase transformation
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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 |
昨年度までの結果に基づき、最終年度においても、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について検討し、多くの有益な知見を得た。
特に注目すべきは、Ni-Ti超弾性合金において、25℃での水素と応力誘起マルテンサイト変態との繰り返し動的相互作用が及ぼす脆化への影響と比較すると、60℃や100℃で繰り返し相互作用が及ぼすそれは、高温での顕著な水素拡散により、相互作用で形成される欠陥や損傷にトラップされる水素が増加することで脆化への影響が小さくなることが示唆されたことである。また、相互作用後に時効すると、時効温度によって水素の存在状態の変化が異なり、機械的性質に及ぼす影響が変化することも見出した。
ひずみ誘起マルテンサイト変態しない安定オーステナイト系ステンレス鋼と昨年度に実施した準安定オーステナイト系ステンレス鋼とを比較することで、水素と塑性変形との動的相互作用が及ぼす脆化への影響よりも、水素と相変態との動的相互作用が及ぼすそれの方が大きくなることを明らかにした。この知見を得るためには、室温付近の温度域で昇温放出される不安定な存在状態にある水素をステンレス鋼に多く添加し、相変態と顕著に相互作用させることが重要であることも示した。
本研究で得られた多くの成果は、水素と相変態との動的な相互作用が引き起こす様々な特異な現象を新たに見出し、その機構解明に大きく貢献するものである。これらの知見は、相変態を有しない一般的な合金や鉄鋼材料の水素脆化機構の解明にも寄与し、金属材料の老朽化の対策の指針の一つとなることが期待される。
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