水素分布のナノスケール３次元可視化に基づく高強度耐水素鋼の設計

• 研究課題/領域番号: 24K01221
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分26050:材料加工および組織制御関連
• 研究機関: 国立研究開発法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 佐々木 泰祐 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 磁性・スピントロニクス材料研究センター, グループリーダー (30615993)
• 研究分担者: 柴田 曉伸 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究センター, 上席グループリーダー (60451994)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円); 2026年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2025年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2024年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
• キーワード: 水素 / 3次元アトムプローブ / 鉄鋼材料 / 析出物 / 結晶粒界

研究開始時の研究の概要

本研究では、3次元アトムプローブ（3DAP）を駆使して鉄鋼材料中のナノスケールの水素分布を3次元で可視化し、鉄鋼材料への優れた耐水素脆性特性を付与するための合金・組織設計を行う。まず、色々な組織を系統的に変化させたモデル材料を作製する。その組織を電子顕微鏡と3DAPにより詳細に解析し、材料中を拡散する水素を強くトラップし、水素脆性破壊の起点となる組織への水素の集積を抑制する効果が高い組織因子を解明する。この知見をもとに、水素脆性破壊の抑制できる合金・組織の設計指針を提案する。さらに、高強度“耐水素鋼”の創製にも挑戦して、提案した指針の有効性を検証する。