| 研究課題/領域番号 |
16H04238
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
機械材料・材料力学
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
松永 久生 九州大学, 工学研究院, 教授 (80346816)
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| 研究分担者 |
山辺 純一郎 福岡大学, 工学部, 教授 (20532336)
津崎 兼彰 九州大学, 工学研究院, 教授 (40179990)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2018年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2017年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2016年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
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| キーワード | 水素脆化 / 高圧水素ガス環境 / 金属材料 / 疲労き裂進展特性 / 破壊靭性 / 疲労き裂 / BCC / FCC / き裂 / 疲労 / 転位 / 金属疲労 / 純鉄 / 炭素鋼 / 材料力学 / 破壊靱性 |
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| 研究成果の概要 |
純鉄（BCC），準安定オーステナイト系ステンレス鋼（FCC）およびアルミ合金（FCC）の疲労き裂進展試験と破壊靭性試験を大気中と水素ガス中で実施した．各条件において水素により加速されるき裂の進展形態，き裂先端部のすべり挙動と転位組織の精緻な観察を行い，特異な破壊形態とともにき裂進展加速が生じるメカニズムおよびその影響因子の解明を試みた．その結果，各材料における水素の影響下でのき裂進展の加速は，水素脆化の主要な基本メカニズムとして提案されているHELP, HESIV, HEDEの3つが複雑に相互作用した結果，それぞれ異なるメカニズムで生じることが明らかとなった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
水素ステーションや燃料電池自動車の価格を抑えて広く普及させていくためには，「耐水素性に優れるFCC材」に加えて，「水素の影響を受けるが安価なBCC材」の水素ガス中の強度特性を的確に把握し，適材適所で使用していくことが不可欠である．これを実現するためには，広範な金属材料中の強度特性に及ぼす水素の影響を網羅的に把握し，その微視的機構を学術的観点から理解することが必要である．本研究成果をもとに，水素の影響の素過程を解明して影響メカニズムを系統的に分類し，それらの相互作用を考慮して現象を包括的に理解していくことにより，耐水素材料の開発指針の確立や合理的な強度設計指針が可能になる．
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