耐水素疲労炭素鋼の創製指針の提案

• 研究課題/領域番号: 22360053
• 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: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 松岡 三郎 九州大学, 工学研究院, 教授 (10354250)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 13,260千円 (直接経費: 10,200千円、間接経費: 3,060千円); 2012年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2011年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2010年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
• キーワード: 炭素鋼 / ステンレス鋼 / 疲労 / 水素 / 水素エネルギー機器 / 耐水素疲労特性 / 低合金鋼 / オーステナイト系ステンレス鋼 / 組織微細化 / 炭化物分散 / オーステナイト安定化 / 耐疲労特性

研究概要

2015年に燃料電池自動車(FCV)と水素ステーションが商用化される.金属疲労は破壊事故の80%に関係する.水素は金属に侵入し,疲労き裂進展を加速させる.本研究では,水素による疲労き裂進展加速が抑制される炭素鋼とステンレス鋼を見出すことができた.これらの炭素鋼とステンレス鋼はFCVと水素ステーションの安全性確保に貢献する

研究成果

• [雑誌論文] 炭素鋼における水素助長疲労き裂進展の抑制 (2012)
  • 著者名/発表者名: 竹内悦男、早川正夫、松岡三郎
  • 雑誌名: 日本金属学会誌 巻: 76巻,12号 ページ: 647-652
  • NAID: 10031129953
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高圧水素ガス中におけるA6061-T6アルミ合金の疲労き裂進展特性と35MPa燃料電池自動車用アルミ合金ライナー複合容器VH3の破損解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井藤賀久岳、渡邊正五、福島良博、松岡三郎、村上敬宜
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集Ａ編 巻: 78 号: 788 ページ: 442-457
  • DOI: 10.1299/kikaia.78.442
  • NAID: 130002050260
  • ISSN: 0387-5008, 1884-8338
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高圧水素ガス中におけるSCM435鋼の疲労寿命特性と疲労き裂進展特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮本泰介、松尾尚、小林信夫、向家佑貴、松岡三郎
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集Ａ編 巻: 78 号: 788 ページ: 531-546
  • DOI: 10.1299/kikaia.78.531
  • NAID: 130002050268
  • ISSN: 0387-5008, 1884-8338
  • 査読あり
• [雑誌論文] A new mechanism in hydrogen-enhanced fatigue crack growth behavior of a 1900-MPa-class high-strength steel (2012)
  • 著者名/発表者名: Junichiro YAMABE, Takuya MATSUMOTO, Saburo MATSUOKA
  • 雑誌名: YAMABE International Journal Fracture 巻: 177巻 号: 2 ページ: 142-162
  • DOI: 10.1007/s10704-012-9760-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] 微小ドリル穴付き試験片を用いた転がり疲労き裂進展試験法の提案 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小俣弘覆, 山辺純一郎, 福島良博, 松岡三郎
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集Ａ編 巻: 78 号: 793 ページ: 1250-1265
  • DOI: 10.1299/kikaia.78.1250
  • NAID: 130002050351
  • ISSN: 0387-5008, 1884-8338
  • 査読あり
• [雑誌論文] Highly Sensitive Detection of Net Hydrogen Charged into Austenitic Stainless Steel with Secondary lon Mass Spectrometry (2011)
  • 著者名/発表者名: Tohru AWANE, Yoshihiro FUKUSHIMA, Takashi MATSUO, Saburo MATSUOKA, Yukitaka MURAKAMI and Shiro MIWA
  • 雑誌名: Analytical Chemistry 巻: Vol.83, Issue 7 ページ: 2667-2676
• [雑誌論文] Saburo MATSUOKA and Yukitaka MURAKAMI,Analyses of hydrogen distribution around fatigue crack on type 304 stainless steel using Secondary Ion Mass Spectrometry (2011)
  • 著者名/発表者名: Nicolas SAINTIER, Tohru. AWANE, Jean-Marc OLIVE
  • 雑誌名: International Journal of Hydrogen Energy 巻: Vol. 36 ページ: 8630-8640
• [雑誌論文] Effects of hydrogen pressure and test frequency on fatigue crack growth properties of Ni-Cr-Mo steel candidate for a storage cylinder of a 70 Mpa hydrogen filling station (2011)
  • 著者名/発表者名: MACADRE Arnaud, ARTAMONOV Maxim, 松岡三郎, FURTADO Jader
  • 雑誌名: Engineering Fracture Mechanics 巻: 78 ページ: 3196-3211
  • 査読あり
• [雑誌論文] he effect of hydrogen on the fatigue life of Ni-Cr-Mo steel envisaged for use as a storage cylinder for a 70 MPa hydrogen station (2011)
  • 著者名/発表者名: MACADRE Arnaud, 矢野大樹, 松岡三郎, FURTADO Jader
  • 雑誌名: International Journal of Fatigue 巻: 33 ページ: 1608-1619
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of hydrogen and frequency on fatigue crackgrowth behavior of Cr-Mo steel (2011)
  • 著者名/発表者名: Saburo Matsuoka, et al
  • 雑誌名: International Journal of Fracture 巻: 168-1 ページ: 101-112
  • 査読あり
• [学会発表] Tensile and fatigue crack growth properties of high strength stainless steel with high resistance against hydrogen embrittlement in 100 MPa (2012)
  • 著者名/発表者名: 織田章宏、松尾尚、松岡三郎、村上敬宣
  • 学会等名: European Structural Integrity Society
  • 発表場所: ロシア カザン
  • 年月日: 2012-08-27
• [学会発表] Tensile and fatigue crack growth properties of high strength stainless steel with high resistance to hydrogen embrittlement in 100 MPa hydrogen gas (2012)
  • 著者名/発表者名: Akihiro ORITA, Takashi MATSUO, SaburoMATSUOKA and Yukitaka MURAKAMI
  • 学会等名: Proceedings of 19th European Conference on Fracture, Fracture Mechanics for Durability and Safety
• [学会発表] 水素ガス中における炭素鋼の疲労き裂進展挙動に及ぼすVおよびMoの微量添加の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 丸田賢, 宮本泰介, 松岡三郎, 村上敬宜
  • 学会等名: 日本機械学会M&M2011材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 北九州
• [学会発表] 水素ステーション蓄圧器用SCM435の短いき裂の疲労特性に及ぼす水素の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 堤圭之介, 松尾尚, 松岡三郎
  • 学会等名: 日本機械学会M&M2011材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 北九州
• [学会発表] Fatigue Crack Growth Behavior of a 1900-MPa-Class High-Strength Steel Pre-Charged by High-Pressure Hydrogen Gas (2010)
  • 著者名/発表者名: Takuya Matsumoto
  • 学会等名: 18th European Conference on Fracture
  • 発表場所: Dresden, Germany
  • 年月日: 2010-09-01
• [学会発表] Effects of Hydrogen on Fatigue Properties of Mi-Cr-Mo Steel Candidate for a 70 MPa Storage Cylinder of a Hydrogen Filling Station (2010)
  • 著者名/発表者名: Arnaud Macadre
  • 学会等名: 18th European Conference on Fracture
  • 発表場所: Dresden, Germany
  • 年月日: 2010-09-01
• [学会発表] Fatigue Crack Growth Properties of Quenched and Tempered Cr-Mo Steel in 0.7 MPa Hydrogen Gas (2010)
  • 著者名/発表者名: Takashi Matsuo
  • 学会等名: 18th European Conference on Fracture
  • 発表場所: Dresden, Germany
  • 年月日: 2010-09-01
• [図書] 養賢堂,水素脆化メカニズムと水素機器強度設計の考え方 (2012)
  • 著者名/発表者名: 村上敬宜,松岡三郎,近藤良之,西村 伸
• [図書] 水素脆化メカニズムと水素機器強度設計の考え方 (2012)
  • 著者名/発表者名: 村上敬宜, 松岡三郎, 近藤良之, 西村伸
  • 総ページ数: 361
  • 出版者: 養賢堂
• [産業財産権] 耐水素疲労フェライト鋼とその製造方法 (2010)
  • 発明者名: 松岡三郎,早川正夫,竹内悦男,長島伸夫
  • 権利者名: (独)産業総合技術研究所,(独)物質・材料研究機構
  • 公開番号: 2010-222699
  • 出願年月日: 2010-10-07
• [産業財産権] 試料の組織を映像化する為の観察表面処理方法 (2010)
  • 発明者名: 小野嘉則,早川正夫,松岡三郎
  • 権利者名: (独)物質・材料研究機構
  • 出願年月日: 2010-08-13