2015 Fiscal Year Annual Research Report
水素脆化抑制に及ぼす微量元素添加効果の解明と安全性評価手法の確立
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25420006
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
鴻巣 眞二 茨城大学, 工学部, 名誉教授 (90091686)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
堀辺 忠志 茨城大学, 工学部, 教授 (50141867)
森 孝太郎 茨城大学, 工学部, 助教 (40712740)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 破壊力学 / 水素脆化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
H27年度の研究では、H25, 26年度に引き続き鉄基材料を対象として実施した。H25年度はオフセット・ポテンシャルドロップ法を提案して水素助長割れ進展の開始点までに必要なエネルギーを求めて破壊じん性を決定する手法を確立し、安定き裂進展後の引裂き特性を明らかにした。水素脆化破壊じん性に及ぼす不純物含有による焼戻し脆化の影響は小さいが、安定き裂進展後の引裂き特性に与える影響は無視できないことを明らかにした。実用上は進展特性を知ることが重要であるのでH26年度はこの方法を使って一定荷重下での水素助長割れ進展量特性の応力拡大係数依存性を明らかにしてステップクーリング処理によって不純物（P, Sn）が粒界に偏析して焼戻脆化している場合には、水素助長割れの進展速度が速いことを明らかにした。更に、水素含有によって破壊じん性が低下することに加えて切欠きなどの欠陥を有する場合の戴荷能力が著しく低下（強度比で約60－80％低下）することを明らかにした。
H27年度は水素含有材における水素脆化破壊じん性の低下が安定き裂開始点での粒界破壊が支配的となることを明らかにし、更に、弾性および弾塑性有限要素解を用いて欠陥部の参照応力を導き、欠陥（LTA）を持つ構造体の安全性を強度に依存して簡易的評価する方法を提案した。また、これまでは実験室で作成した鋼に対して焼戻し脆化の加速処理であるステップクーリング処理を行った鋼を実験に供してきたが、実際に実機で長期間使用されて焼戻脆化した鋼に対して水素脆化破壊じん性をH25年度提案のオフセット・ポテンシャルドロップ法で求め、これまで得られた加速脆化処理鋼と同様の特性が得られることを明らかにし、実装置での安全評価を行う上での基礎特性データを導いた。
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