2023 Fiscal Year Annual Research Report
応力・ひずみ・水素拡散の分布解析に基づくプレス成形鋼板の水素脆化特性の解明
| Project/Area Number |
22K14497
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
味戸 沙耶 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (20903834)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | 高強度鉄鋼材料 / プレス成形 / 水素脆化 / 水素可視化 / 応力 / ひずみ |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
省資源・省エネルギーの観点から、鉄鋼材料は、高強度化が進められている。しかし、高強度鉄鋼材料は、材料内部に侵入した水素による破壊現象（水素脆化割れ）の感受性が高まることが課題である。そのため、高強度鉄鋼材料を実用化するためには、実用環境下における水素脆化特性の解明が必須である。自動車用高強度鋼板は、プレス成形して用いられることが多く、プレス成形により鋼板には残留応力や塑性ひずみが不均一に導入される。それらの影響を受けて、プレス成形鋼板は、水素拡散挙動に分布が生じる。本研究では、プレス成形鋼板へ適用可能な水素可視化技術を確立し、プレス成形鋼板の水素脆化特性の支配因子解明を目指している。
本研究ではプレス成形のうち、張出し成形を取り上げた。張出し成形を施した高強度鋼板中を透過する水素の可視化に取り組んだ。また、有限要素法を用いて張出し成形鋼板中の残留応力と塑性ひずみを解析した。その結果、張出し成形鋼板中の水素拡散は、塑性ひずみが大きい領域で遅くなることが分かった。すなわち、張出し成形鋼板中の水素拡散挙動は、残留応力に比べて、塑性ひずみの影響を大きく受けていることがわかった。
また、応力と塑性ひずみのそれぞれが鋼板の水素拡散挙動へ与える影響を明らかにするために、応力負荷下で適用可能な電気化学的水素透過電流計測システムを確立した。この計測システムを用いることで水素の拡散と固溶へ与える応力とひずみの影響を明らかにした。
|
