最新分析技術を駆使した材料中の水素-転位ダイナミックス検出と脆化メカニズム解明

• 研究課題/領域番号: 18360336
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造・機能材料
• 研究機関: 上智大学
• 研究代表者: 高井 健一 上智大学, 理工学部, 教授 (50317509)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 18,870千円 (直接経費: 15,300千円、間接経費: 3,570千円); 2009年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2008年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2007年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2006年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
• キーワード: 水素 / 水素脆化 / 転位 / 塑性変形 / トラップサイト / 純鉄 / Inconel 625 / 水素脆性 / 水素トラップサイト / 伸線パーライト鋼 / 焼き戻しマルテンサイト鋼 / 原子空孔 / 焼戻しマルテンサイト鋼 / 水素拡散 / 遅れ破壊 / 昇温脱離法

研究概要

体心立方(BCC)の純鉄および面心立方(FCC)のInconel 625の変形過程における水素脱離挙動を引張試験機に取り付けた質量分析器を用いて評価した。その結果、弾性変形範囲では水素の放出は認められず、一方、塑性変形が開始する耐力を超えると急激に水素放出は増加し、その後最大に達し、徐々に減少する。この脱離挙動は可動転位による水素輸送と密接に関係している。この転位と水素の相互作用が起きると、格子欠陥形成が促進され、延性低下を引き起こす。

研究成果

• [雑誌論文] Hydrogen Desorption Behavior of Pure Iron and Inconel 625 during Elastic and Plastic Deformation (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Shoda, H. Suzuki, K. Takai, Y. Hagihara
  • 雑誌名: ISIJ International vol.50 ページ: 115-123
  • NAID: 10027038802
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrogen Desorption Behavior of Pure Iron and Inconel 625 during Elastic and Plastic Deformation (2010)
  • 著者名/発表者名: 生田裕樹
  • 雑誌名: ISIJ International Vol.50 ページ: 115-123
  • 査読あり
• [雑誌論文] 弾性・塑性変形過程における純鉄およびInconel 625の水素放出挙動 (2009)
  • 著者名/発表者名: 生田裕樹, 鈴木啓史, 高井健一, 萩原行人
  • 雑誌名: 鉄と鋼 vol.95 ページ: 573-581
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrogen Degradation and its Prevention of Titanium for Fuel Cell Separator (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Takai, Y. Hasegawa
  • 雑誌名: Proceedings of EMC 2009 ページ: 205-216
  • 査読あり
• [雑誌論文] 弾性・塑性変形過程における純鉄および Inconel 625の水素放出挙動 (2009)
  • 著者名/発表者名: 生田裕樹
  • 雑誌名: 鉄と鋼 95巻 ページ: 573-581
  • 査読あり
• [雑誌論文] 弾性・塑性変形過程における純鉄およびInconel 625 の水素放出挙動 (2009)
  • 著者名/発表者名: 生田裕樹, 鈴木啓史, 高井健一, 萩原行人
  • 雑誌名: 鉄と鋼 vol.95 ページ: 573-581
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Lattice Defects Induced by Hydrogen and Strain on Environmental Degradation (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Takai, H. Shoda
  • 雑誌名: TMS2008 Supplemental Proceedings vol.3 ページ: 217-222
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Lattice Defects Induced by Hydrogen and Strain on Environmental Degradation (2008)
  • 著者名/発表者名: K.Takai and H.Shoda
  • 雑誌名: TMS2008 Supplemental Proceedings vol.3 ページ: 217-222
  • 査読あり
• [雑誌論文] HYDROGEN DEGRADATION AND ITS MECHANISM IN FCC METALS FOR HIGH-PRESSURE HYDROGEN STORAGE TANKS (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Takai
  • 雑誌名: TMS2008 Collected Proceedings Vol.3 ページ: 217-222
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Lattice Defects Induced by Hydrogen and Stress on Environmental Degradation (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Takai
  • 雑誌名: Corrosion Control 007 Conference Proceedings No.070(CD-ROM) ページ: 1-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Lattice Defects Induced by Hydrogen and Stress on Environmental Degradation (2007)
  • 著者名/発表者名: K.Takai
  • 雑誌名: Corrosion Control 007 Conference Proceedings (CD-ROM) ページ: 1-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] EFFECTS OF LATTICE DEFECTS INDUCED BY HYDROGEN AND STRESS ON ENVIRONMENTAL DEGRADATION OF METALS (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Takai
  • 雑誌名: Advances in Materials Science Vol.7 ページ: 205-210
  • 査読あり
• [雑誌論文] 水素と応用の相互作用によるトラップサイト生成促進と脆化への寄与 (2007)
  • 著者名/発表者名: 生田裕樹
  • 雑誌名: 材料とプロセス 20 ページ: 489-489
• [雑誌論文] 純鉄の水素脆化に及ぼす格子欠陥の同定 (2007)
  • 著者名/発表者名: 山口悟史
  • 雑誌名: 材料とプロセス 20 ページ: 490-490
• [雑誌論文] 伸線加工を施した高強度ステンレス鋼線の定荷重試験による水素脆化感受性評価 (2007)
  • 著者名/発表者名: 堀口稔和
  • 雑誌名: 材料とプロセス 20 ページ: 491-491
• [雑誌論文] 伸線パーライト鋼の遅れ破壊を引き起こす水素トラップの活性化エネルギーの臨界値と水素状態変化の関係 (2006)
  • 著者名/発表者名: 斉藤史紀
  • 雑誌名: 材料とプロセス 19 ページ: 1152-1152
• [雑誌論文] 伸線加工を施した高強度ステンレス鋼線の低ひずみ速度および定荷重試験による水素脆化感受性比較 (2006)
  • 著者名/発表者名: 本田雄亮
  • 雑誌名: 材料とプロセス 19 ページ: 1154-1154
• [学会発表] 水素ひずみ誘起格子欠陥形成と水素脆性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高井健一
  • 学会等名: (社)日本材料学会第46回X線材料強度に関する討論会
  • 発表場所: 島津製作所関西支社(大阪)
  • 年月日: 2010-01-08
• [学会発表] 鉄鋼材料中の水素存在状態と水素脆性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高井健一
  • 学会等名: (社)日本鉄鋼協会大気腐食と水素吸収反応解析自主フォーラム第3回研究会
  • 発表場所: (社)日本鉄鋼協会(東京)
  • 年月日: 2009-12-18
• [学会発表] 純チタンの水素脆化特性に及ぼす水素量、ひずみ速度、温度の影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 長谷川雄大
  • 学会等名: 第56回材料と環境討論会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2009-09-28
• [学会発表] 高強度低合金鋼の水素脆化感受性に及ぼす水素とひずみの相互作用の影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高瀬翼
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会第159回春季講演大会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] 電解チャージを施した純鉄の水素存在状態変化と力学特性との関係 (2009)
  • 著者名/発表者名: 種市直紀
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会第159回春季講演大会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] 焼戻しマルテンサイト鋼の水素脆化感受性に及ぼす温度とひずみ速度の影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊藤博史
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会第159回春季講演大会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] 純鉄および伸線パーライト鋼の水素とひずみの相互作用により促進された格子欠陥の同定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 宮下友徳
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会第159回春季講演大会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] 金属材料中の水素存在状態と水素脆化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高井健一
  • 学会等名: (社)日本金属学会、(社)日本鉄鋼協会湯川記念講演会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
  • 年月日: 2009-07-16
• [学会発表] 電解チャージを施した純鉄の水素存在状態変化と力学特性との関係 (2009)
  • 著者名/発表者名: 種市直紀
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会第157回春季講演大会
  • 発表場所: 東工大
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] 電解チャージを施した純鉄の水素存在状態変化と力学特性との関係 (2009)
  • 著者名/発表者名: 種市直紀, 他
  • 学会等名: (社)日本鉄鋼協会
  • 発表場所: 京都大学
• [学会発表] 純鉄および伸線パーライト鋼の水素とひずみの相互作用により促進された格子欠陥の同定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 宮下友徳, 他
  • 学会等名: (社)日本鉄鋼協会
  • 発表場所: 京都大学
• [学会発表] 高強度低合金鋼の水素脆化感受性に及ぼす水素とひずみの相互作用の影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高瀬翼, 他
  • 学会等名: (社)日本鉄鋼協会
  • 発表場所: 京都大学
• [学会発表] 焼戻しマルテンサイト鋼の水素脆化感受性に及ぼす温度とひずみ速度の影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊藤博史, 他
  • 学会等名: (社)日本鉄鋼協会
  • 発表場所: 京都大学
• [学会発表] 焼戻しマルテンサイト鋼の水素脆化感受性に及ぼす温度とひずみ速度の影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊藤博史, 他
  • 学会等名: (社) 日本鉄鋼協会
  • 発表場所: 京都大学
• [学会発表] 高強度低合金鋼の変形過程における水素放出の動的挙動 (2008)
  • 著者名/発表者名: 高瀬翼
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会第156回秋季講演大会
  • 発表場所: 熊本大
  • 年月日: 2008-09-24
• [学会発表] 純チタンの水素脆化に及ぼす固溶水素および水素化物の影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 長谷川雄大
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会第156回秋季講演大会
  • 発表場所: 熊本大
  • 年月日: 2008-09-24
• [学会発表] 金属材料中の水素存在状態と水素脆化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 高井健一
  • 学会等名: (社)日本機械学会
  • 発表場所: 琉球大学
• [学会発表] 水素による延性低下と格子欠陥生成促進との関係 (2008)
  • 著者名/発表者名: 生田裕樹, 他
  • 学会等名: (社)日本鉄鋼協会
  • 発表場所: 熊本大学
• [学会発表] ひずみ時効処理による高強度鋼の耐遅れ破壊特性向上とそのメカニズム (2007)
  • 著者名/発表者名: 金子 智之
  • 学会等名: 日本機械学会
  • 発表場所: 東大生研
  • 年月日: 2007-10-26
• [学会発表] 水素と応力の相互作用によるトラップサイト生成促進と脆化への寄与 (2007)
  • 著者名/発表者名: 生田 裕樹
  • 学会等名: 日本機械学会
  • 発表場所: 東大生研
  • 年月日: 2007-10-26
• [学会発表] 高強度鋼の格子欠陥生成促進と遅れ破壊に及ぼす水素とひずみの影響 (2007)
  • 著者名/発表者名: 斉藤 史紀
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会
  • 発表場所: 岐阜大
  • 年月日: 2007-09-21
• [学会発表] 純鉄の弾性・塑性変形過程における水素の放出挙動 (2007)
  • 著者名/発表者名: 生田 裕樹
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会
  • 発表場所: 岐阜大
  • 年月日: 2007-09-21
• [学会発表] 純鉄の弾性・塑性変形過程における水素の放出挙動 (2007)
  • 著者名/発表者名: 生田裕樹, 他
  • 学会等名: 社)日本鉄鋼協会
  • 発表場所: 岐阜大学
• [備考]
  • URL: http://www.me.sophia.ac.jp/~takai/