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複相鋼におけるミクロ組織レベルの水素拡散解析に基づく微視的水素割れ限界条件の導出

研究課題

研究課題/領域番号 16K05977
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関大阪大学

研究代表者

三上 欣希  大阪大学, 接合科学研究所, 准教授 (40397758)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード水素割れ / 微視組織 / 数値解析 / 水素拡散 / ミクロ組織 / 微視的応力 / 不均質 / 有限要素法
研究成果の概要

一般的な金属材料は複数の微視組織により構成され,その結果,微視組織レベルでは,さまざまな特性が不均一である.本研究では複数の微視組織により構成される材料の代表例として二相ステンレス鋼を取り上げ,その水素割れを対象として微視組織レベルの応力および拡散性水素濃度の不均一分布を明らかにする数値解析手法を構築し,複相組織で構成される材料の水素割れ発生特性の評価に適用可能であることを示した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

既存の水素割れ限界評価は,導入した水素量と負荷応力を指標とした,「巨視的な」評価といえる.一方,多くの実用材料は複数の微視組織で構成され,不均一な応力および拡散性水素濃度分布によって割れが発生していると考えられる.本研究は,微視組織レベルの応力および拡散性水素濃度分布に基づいて水素割れ発生特性を議論しようとするものであり,本アプローチを発展させることで,耐水素割れ性に優れた材料の微視組織の特徴を提案することも可能になる.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Modeling of Hydrogen Diffusion Behavior Considering the Microstructure of Duplex Stainless Steel Weld Metal2017

    • 著者名/発表者名
      Shibamoto Yuhei、Mikami Yoshiki、Mochizuki Masahito
    • 雑誌名

      溶接学会論文集

      巻: 35 号: 2 ページ: 23s-27s

    • DOI

      10.2207/qjjws.35.23s

    • NAID

      130006329497

    • ISSN
      0288-4771, 2434-8252
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 応力分布および拡散性水素濃度分布を考慮した局所限界条件に基づく高強度鋼溶接金属の低温割れ発生特性に関する検討2016

    • 著者名/発表者名
      三上 欣希, 川邉 直雄, 石川 信行, 望月 正人
    • 雑誌名

      溶接学会論文集

      巻: 34 号: 2 ページ: 67-80

    • DOI

      10.2207/qjjws.34.67

    • NAID

      130005145378

    • ISSN
      0288-4771, 2434-8252
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 二相ステンレス鋼母材および溶接金属の水素割れ発生特性評価2018

    • 著者名/発表者名
      松本 幸樹, 荻田 玄, 三上 欣希, 伊藤 和博
    • 学会等名
      (一社)日本鉄鋼協会 第176回秋季講演大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 二相ステンレス鋼溶接金属の微視組織形態を考慮した水素拡散・集積挙動の解析2017

    • 著者名/発表者名
      芝本 優平, 荻田 玄, 三上 欣希, 望月 正人
    • 学会等名
      溶接構造シンポジウム2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical modeling of diffusible hydrogen localization in duplex stainless steel weld metal2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Mikami, Y. Shibamoto, G. Ogita, K. Ito, M. Mochizuki
    • 学会等名
      7th International Conference on Welding Science and Engineering
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Modeling of hydrogen diffusion behavior considering the microstructure of duplex stainless steel weld metal2016

    • 著者名/発表者名
      Yuhei SHIBAMOTO, Yoshiki MIKAMI, and Masahito MOCHIZUKI
    • 学会等名
      International Symposium on Visualization in Joining & Welding Science through Advanced Measurements and Simulation (Visual-JW 2016)
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2016-11-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical simulation of localized distribution of stress and diffusible hydrogen related to cold cracking in high-strength-steel weld metal2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki MIKAMI, Nao KAWABE, Masahito MOCHIZUKI, and Nobuyuki ISHIKAWA
    • 学会等名
      10th International Conference on Trends in Welding Research and 9th International Welding Symposium of Japan Welding Society
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-10-11
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 局所応力および局所拡散性水素濃度を考慮した高強度鋼溶接金属の低温割れ発生特性の検討2016

    • 著者名/発表者名
      三上 欣希, 川邉 直雄, 石川 信行, 望月 正人
    • 学会等名
      平成28年度秋季全国大会, 一般社団法人 溶接学会
    • 発表場所
      群馬県渋川市
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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