| 研究課題/領域番号 |
19K04099
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18010:材料力学および機械材料関連
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| 研究機関 | 福岡大学 |
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研究代表者 |
山辺 純一郎 福岡大学, 工学部, 教授 (20532336)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 水素脆化 / 高強度鋼 / 強度特性 / 水素拡散特性 / フラクトグラフィー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
高強度鋼の水素脆化挙動は，水素量，試験速度および強度レベルによって顕著に変化する．このため，条件によっては同じ材料においても水素脆化メカニズムが異なる可能性があり，従来の研究のように，限られた条件下による試験では水素脆化の全貌を捕らえることは困難である．そこで，水素量，試験速度，強化法および強度レベルを変化させた高強度鋼の網羅的な強度試験により，複雑な水素脆化メカニズムを解明するとともに，耐水素脆化特性に有効な強化法を示し，水素用材料開発の指導原理を構築する．
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| 研究成果の概要 |
熱処理条件の異なる２種類の析出硬化型マルテンサイト系ステンレス鋼（Ｈ９００とH１１５０）の強度特性に及ぼす水素の影響について検討を行った．Ｈ９００がピーク時効材で引張強さは１３５４ＭＰａであり，Ｈ１１５０は過時効材で引張強さは１０１３ＭＰａである．引張試験における延性低下は水素量が高くなるほど顕著になった．破面や縦割り断面の詳細観察から，Ｈ１１５０では水素量が少ない場合にはＨＥＬＰが主体で，水素量が多くなるとＨＥＤＥが関与するようになり，Ｈ９００では水素量によらずＨＥＤＥの関与が高いことが予想された．このように，同じ材料においても水素脆化を１つのメカニズムで説明するのは困難であった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
水素社会の実現には，水素機器に利用される材料の水素脆化（水素によって材料の強度特性が劣化する現象）を的確に把握し，水素機器の安全性を十分に保証する必要がある．特に，引張強さが１０００ＭＰａ程度を境に材料の水素脆化挙動が顕著に変化するため，この引張強さ付近の水素脆化挙動を注意深く調査することが重要である．本研究では引張強さ１０００ＭＰａ程度の２種類のステンレス鋼の水素脆化挙動を調査した．その結果，水素脆化のメカニズムを１つのメカニズムで説明することは困難であることを示すとともに，水素脆化を起こしやすい強化機構との関連についての知見を得た．これらは今後の材料開発に役立つ有益な結果といえる．
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