インデンテーション法による水素侵入層の局所的かつ定量的評価手法の構築

• 研究課題/領域番号: 25820001
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 高桑 脩 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60633518)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: 水素脆化 / インデンテーション法 / ステンレス鋼 / 表面改質 / 圧子押込み試験

研究成果の概要

水素添加したステンレス鋼SUS316Lに対し，水素誘起硬化現象に着眼して水素添加時間を変化させながらインデンテーション試験および昇温脱離水素量測定を実施した。
その結果、水素添加時の電流密度および水素添加時間の増加に伴って水素誘起硬化率が増加し，インデンテーション試験時の圧子押込み変位量減少割合（水素誘起硬化率）と水素侵入量が強い線形の相関性を有することを明らかにした。この関係を用いてインデンテーション試験での局所的水素侵入量の評価が可能となった。

研究成果

• [雑誌論文] 微小圧子押込み試験によるオーステナイト系ステンレス鋼の水素侵入量評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 眞野優太，髙桑脩，祖山 均
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集 巻: 81 号: 823 ページ: 14-00426-14-00426
  • DOI: 10.1299/transjsme.14-00426
  • NAID: 130005130789
  • ISSN: 2187-9761
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] キャビテーションピーニングによるオーステナイト系ステンレス鋼への水素侵入抑止 (2015)
  • 著者名/発表者名: 髙桑 脩, 眞野 優太, 祖山 均
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集 巻: 81 号: 824 ページ: 14-00638-14-00638
  • DOI: 10.1299/transjsme.14-00638
  • NAID: 130005066593
  • ISSN: 2187-9761
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Increase in the local yield stress near surface of austenitic stainless steel due to invasion by hydrogen (2014)
  • 著者名/発表者名: O. Takakuwa, Y. Mano, H. Soyama
  • 雑誌名: International Journal of Hydrogen Energy 巻: 39 号: 11 ページ: 6095-6103
  • DOI: 10.1016/j.ijhydene.2014.01.190
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Hydrogen on the Micro- and Macro-Strain Near the Surface of Austenitic Stainless Steel (2014)
  • 著者名/発表者名: O.Takakuwa, Y.Mano and H.Soyama
  • 雑誌名: Advanced Materials Research 巻: 936 ページ: 1298-1302
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/amr.936.1298
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effect of Indentation Load on Vickers Hardness of Austenitic Stainless Steel after Hydrogen Charging (2014)
  • 著者名/発表者名: Osamu TAKAKUWA, Yuta MANO and Hitoshi SOYAMA
  • 雑誌名: Proceedings of the ASME2014 Pressure Vessels & Piping Conference 巻: PVP2014-28280 ページ: 1-6
  • DOI: 10.1115/pvp2014-28280
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The Interaction between Hydrogen and Surface Stress in Stainless Steel (2014)
  • 著者名/発表者名: Osamu TAKAKUWA, Yuta MANO and Hitoshi SOYAMA
  • 雑誌名: Proceedings of the 12th International Conference on Material Science and Engineering Technology 巻: 8 ページ: 1285-1289
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effect of Hydrogen on the Micro- and Macro-strain near the Surface of Austenitic Stainless Steel (2014)
  • 著者名/発表者名: Osamu Takakuwa, Yuta Mano, Hitoshi Soyama
  • 雑誌名: Advanced Materials Research 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [学会発表] 昇温脱離分析装置の試作と表面改質したステンレス鋼における水素侵入防止の実証 (2015)
  • 著者名/発表者名: 眞野 優太，髙桑 脩，祖山 均
  • 学会等名: 日本機械学会第50期総会・講演会
  • 発表場所: 東北大学 宮城県仙台市
  • 年月日: 2015-03-14
• [学会発表] 応力測定によるステンレス鋼の局所的水素量評価法の提案 (2014)
  • 著者名/発表者名: 髙桑 脩，藤沢 拓弥，祖山 均
  • 学会等名: 日本機械学会東北支部第50期秋季講演会
  • 発表場所: 東北学院大学 宮城県多賀城市
  • 年月日: 2014-09-05
• [学会発表] ステンレス鋼の粒内・粒界における押し込み変形に及ぼす水素の影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 眞野 優太，髙桑 脩，祖山 均
  • 学会等名: 日本機械学会東北支部第50期秋季講演会
  • 発表場所: 東北学院大学 宮城県多賀城市
  • 年月日: 2014-09-05
• [学会発表] オーステナイト系ステンレス鋼の水素侵入に及ぼす表面応力の影響とその相互作用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 髙桑 脩，眞野 優太，祖山 均
  • 学会等名: 日本機械学会M&M2014材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 福島大学 福島県福島市
  • 年月日: 2014-07-21
• [学会発表] 微小圧子押込み試験によるオーステナイト系ステンレス鋼の局所的水素侵入評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 眞野 優太，髙桑 脩，祖山 均
  • 学会等名: 日本機械学会M&M2014材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 福島大学 福島県福島市
  • 年月日: 2014-07-21
• [学会発表] ステンレス鋼表面層のマクロ歪およびミクロ歪に及ぼす水素の影響
  • 著者名/発表者名: 眞野 優太，高桑 脩，祖山 均
  • 学会等名: 日本機械学会東北支部第49期秋季講演会
  • 発表場所: 岩手大学
• [学会発表] 水素添加後のオーステナイト系ステンレス鋼表面層のビッカース硬さに対する押込み荷重の影響
  • 著者名/発表者名: 高桑 脩，眞野 優太，祖山 均
  • 学会等名: 日本機械学会M&M2013材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 岐阜大学
• [学会発表] ステンレス鋼への水素侵入に及ぼす表面仕上げの影響
  • 著者名/発表者名: 高桑 脩，眞野 優太，祖山 均
  • 学会等名: 日本機械学会第49期総会・講演会
  • 発表場所: 東北大学