| 研究課題/領域番号 |
19KK0095
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分18:材料力学、生産工学、設計工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
内一 哲哉 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (70313038)
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| 研究分担者 |
武田 翔 東北大学, 流体科学研究所, 助教 (10826225)
榎 浩利 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (90160374)
飯島 高志 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 招聘研究員 (90356402)
鯉渕 弘資 茨城工業高等専門学校, 国際創造工学科, 研究員 (00178196)
Kim Hyunjeong 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (00614645)
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| 研究期間 (年度) |
2019-10-07 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022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)
2021年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2020年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2019年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
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| キーワード | 非破壊評価 / 破壊力学 / 水素脆性 / オーステナイト系ステンレス鋼 / 材料評価 / X線CT / 破壊 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究課題では,相変態の観点からのオーステナイト系ステンレス鋼の水素脆性のメカニズム解明を解明するために，水素脆性評価試験時にマルテンサイト変態のその場観察を定量的に行う新しいシステムを開発し, 相変態のモニタリングを行う．開発したシステムを用いて得られる定量的な相変態の時系列情報と熱力学平衡計算と弾塑性解析に基づくマルテンサイト相予測を比較することにより，マルテンサイト変態が水素脆性に寄与するメカニズムを明らかにする．
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| 研究成果の概要 |
相変態の観点からのオーステナイト系ステンレス鋼の水素脆性のメカニズム解明を解明するために、水素チャージ材の材料試験時にマルテンサイト変態のその場観察を定量的に行う新しいシステムを開発し、水素チャージ材の引張り試験片と疲労試験片の相変態を評価した。引張試験では、水素により加工誘起マルテンサイト変態が促進されることを確認した。考察のため、シンクロトロン放射光施設において引張り試験時のその場相分析を行い、水素チャージによりイプシロン相の生成が促進されマルテンサイト相が生成したことを確認した。疲労試験では、水素により亀裂周辺のマルテンサイト変態が抑制され、かつ亀裂面が接触していることを確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
水素化社会に向けて、水素用材料の水素脆性メカニズムの解明が求められている。オーステナイト系ステンレス鋼の水素脆性メカニズムの理解のためには、特に相変態の観点からの検討が重要である。本研究で開発した高分解能マルテンサイト可視化システムは水素チャージ材の材料試験時のマルテン サイト変態の定量的その場観察が可能であり、メカニズム解明のツールとなりうる。また本研究では、疲労試験では水素チャージがマルテンサイト変態を抑制し、引張り試験では逆に促進するという新たな知見を得ており、メカニズムの理解に向けて新たな展開が期待される。
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