腐食疲労における腐食速度予測のための電場／応力場連成解析手法の開発

• 研究課題/領域番号: 26289004
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 福井大学
• 研究代表者: 桑水流 理 福井大学, 学術研究院工学系部門, 准教授 (40334362)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2015年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2014年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
• キーワード: 環境強度 / 腐食疲労 / 応力腐食割れ / 腐食電場解析 / 腐食／応力連成解析 / 分極曲線 / 応力腐食 / 腐食・応力連成解析

研究成果の概要

腐食と応力の連成解析手法の開発を目指し、電気化学特性への応力の影響の評価法を確立した。実験条件の検討に時間を要したことから、連成解析コードの開発には至らなかったが、酸化皮膜損傷モデルに基づく微視的損傷部の分極曲線評価法を新たに開発した。塩水中のアルミニウム鋳造合金を対象に、応力による分極曲線の変化を測定し、応力により自然電位が40mV程度卑側にシフトすることを示した。鋳肌は研磨面より電位が低く、応力の影響を受けて腐食し易かった。また境界要素電場解析による皮膜損傷部の評価から、損傷部の自然電位は健全部に比べ、120mV程度低いことを明らかにした。

研究成果

• [国際共同研究] 中央フロリダ大学/エンブリーリドル航空大学/ウォルトディズニー(米国)
• [雑誌論文] Electrostatic Corrosion Analysis with Damaged Passive Film Model of Stainless Steel (2017)
  • 著者名/発表者名: O. Kuwazuru, K. Ode, W. Liu
  • 雑誌名: International Journal of Computational Methods and Experimental Measurements 巻: 5 号: 3 ページ: 271-280
  • DOI: 10.2495/cmem-v5-n3-271-280
  • オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Electrostatic Corrosion Analysis with Damaged Passive Film Model of Stainless Steel (2016)
  • 著者名/発表者名: O. Kuwazuru, K. Ode, W. Liu
  • 学会等名: 39th International Conference on Boundary Elements and Other Mesh Reduction Methods
  • 発表場所: Siena (Italy)
  • 年月日: 2016-09-20
  • 国際学会
• [学会発表] Microscopic Corrosion Electric Field Analysis with Damaged Passive Film of Stainless Steel (2016)
  • 著者名/発表者名: O. Kuwazuru, M. Yamada, K. Ode, W. Liu
  • 学会等名: 24th International Congress on Theoretical and Applied Mechanics
  • 発表場所: Montreal (Canada)
  • 年月日: 2016-08-21
  • 国際学会
• [学会発表] Effect of stress on electrochemical property of high pressure die cast aluminum alloy in corrosive environment (2015)
  • 著者名/発表者名: O. Kuwazuru, K. Ode, W. Liu, K. Watanabe
  • 学会等名: The 6th TSME International Conference on Mechanical Engineering
  • 発表場所: Cha-Am, Thailand
  • 年月日: 2015-12-16
  • 国際学会
• [学会発表] アルミニウム合金ダイカストの電気化学特性に対する応力と鋳肌の影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大出知寛, 劉文利, 桑水流理
  • 学会等名: 日本機械学会M&M2015材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 慶應義塾大学 矢上キャンパス
  • 年月日: 2015-11-21
• [備考] 福井大学大学院工学研究科桑水流研究室ホームページ
  • URL: http://csm.npes.u-fukui.ac.jp
• [備考] 福井大学 大学院工学研究科 計算固体力学研究室
  • URL: http://csm.npes.u-fukui.ac.jp
• [備考] 計算固体力学研究室
  • URL: http://csm.npes.u-fukui.ac.jp/