| 研究課題/領域番号 |
23K04360
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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26010:金属材料物性関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
平山 恭介 京都大学, 工学研究科, 助教 (70717743)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2025年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2024年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2023年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 粒界 / 水素脆化 / X線CT / XRD |
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| 研究開始時の研究の概要 |
水素脆化とは水素が金属材料中に無数に存在する粒界に浸透することで金属材料が脆くなる現象であり，これからの水素社会において大きな課題となっている．この水素脆化への耐性を向上させるために粒界の制御が行われている．しかし，特性と金属材料との関連についての調査は2次元観察が主であり，3次元である破壊現象や金属材料内部の組織を十分に評価しているとは言い難い．そこで本研究では，粒界を制御した金属材料と水素脆化挙動との関係について放射光を用いた3次元/4次元での解析を行い，水素脆化抑制への材料設計指針を得る．
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| 研究実績の概要 |
3次元/4次元解析と統計解析を組み合わせた手法を用いることで，粒界性格制御した構造材料の水素脆化抑制効果を検討し，水素脆化に対する最強・最弱組織を明らかにするために，初年度には放射光実験および組織パラメータの取得を実施した。
具体的には，圧延・熱処理により粒界性格制御により対応粒界頻度を変えたニッケル合金2種，水素チャージの有無の2種の計4種類の試料を作製した。しかしながら，対応粒界頻度の上昇量は10％に留まった。
作製した試料をSPring8で放射光実験に供した。放射光実験は，XRDとX線CTを用いたその場引張試験を行った。その結果，水素による延性の低下が粒界性格制御により10%程度、抑制することができた。しかしながら、粒界性格制御材，未処理材ともに水素よって引き起こされる粒界割れの頻度については大きな差は見られなかった。一つの原因として未処理材の結晶粒径が制御材と比較して小さいことによって，粒界に水素がトラップされて起こる粒界割れが抑制されたと考えられる。もう一つの要因としては、水素チャージから数日経過してからの試験であったため水素が抜けていることも考えられる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
放射光実験による未処理材，制御材，それぞれに対して水素の有無の4つの試験を行ったものの水素チャージ試料において粒界割れがほとんど見られなかったため材料の比較が不十分である。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後については，試料作製段階から粒径に注意し，同程度の結晶粒径を有する材料の作製に取り組むとともに水素チャージ前後の水素分析，水素が材料から抜けないように低温での保管を行うことで水素量にも注意を払う。
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