2020 Fiscal Year Annual Research Report
Multi-length scale mechanical characterisations towards comprehensive understanding of the microstructure - hydrogen embrittlement relationship
| Project/Area Number |
19H02464
|
|---|
| Research Institution | Kumamoto University |
|---|
Principal Investigator |
峯 洋二 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (90372755)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
眞山 剛 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (40333629)
高島 和希 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (60163193)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 強度・破壊靭性 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
準安定オーステナイト系ステンレス鋼の水素脆化を克服できれば、水素システム構造部材の軽量化・レアメタルの省資源化を達成でき、持続可能な社会の実現に大きく貢献できる。これまで、この種のステンレス鋼では、変形中に動的に起こる相変態、すなわちオーステナイトからのマルテンサイトの生成が水素脆化機構の理解を妨げてきた。我々は材料の微視組織から微小試験片を選択的に採取し、組織構成要素のマイクロ力学特性評価と変形および疲労き裂進展の素過程の直接観察を可能にする手法を世界に先駆けて開発している。本研究では、このマイクロ力学試験技術を利用して、変形過程における微視組織変化が問題となるオーステナイト鋼の水素脆化機構の解明を行う。特に、水素助長疲労き裂進展を支配する双晶境界の役割と成分偏析による縞状組織の影響に注目する。水素脆化の研究において、単調負荷下では、き裂発生後、直ちに破壊に至り、き裂進展挙動を観察することはできない。我々が開発している超小型コンパクトテンション試験片を用いた疲労試験により、き裂進展挙動を計測することが可能となるとともに、その後のt-EBSD解析でき裂周りに発達するマルテンサイトバリアントを同定でき、マルテンサイトと粒内き裂進展の関係を明らかにすることができる。2020年度は、オーステナイト安定度の異なる304型（準安定）と310S型（安定）オーステナイト鋼について、組織依存型疲労き裂進展の解析手法を確立し、発達組織とき裂進展機構の関係を明らかにした。また、ナノ双晶を導入した304型においてマイクロ引張試験により、ハード方位およびソフト方位において、水素脆化に及ぼすナノ双晶の影響を調べた。その結果、ナノ双晶束の導入は、降伏応力の増加に寄与するのみならず、水素誘起双晶界面分離を抑制することを明らかにした。これらの成果について、欧文論文1報、国内学会1件の発表を行った。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
疲労き裂進展抵抗および耐水素脆化特性に及ぼすナノ双晶の効果を確認し、機構を検討するに至っているため、おおむね順調である。
|
| Strategy for Future Research Activity |
ナノ双晶導入による耐水素疲労特性のトランススケール力学試験を実施し、耐水素疲労特性向上機構の検討とマルテンサイト変態を考慮した結晶塑性解析による強靭化設計へと展開する。
|
