研究課題
水素脆性は材料中に水素が進入することによって，材料が著しく脆化してしまう現象である．水素脆性に関してこれまで種々の破壊モデルが提唱されてきているが，微視組織や力学特性の異なる材料，異なる変形条件で行われた実験結果に基づいたものであり，水素脆性破壊の機構に関しては，統一的な見解が得られていないのが現状である．本研究では，マルテンサイト鋼の水素脆性における，「破壊起点」，「破壊伝播経路」，「破壊過程における水素集積挙動」と材料中の微視組織の関係を明らかにし，水素脆性を統一的に説明できるメカニズムの解明を目指すものである．本年度は，(i)単純組織を有するフェライト鋼の水素脆性破壊挙動，(ii)マルテンサイト鋼の水素脆性破壊におよぼす予変形の影響，を調べた．(i)：単純組織を有するフェライト鋼の水素脆性破壊では，フェライト粒界でクラックが発生し，{011}面と平行なファセットを持つ擬へき開破面が形成されることがわかった．また水素マイクロプリント法により引張変形中の水素集積挙動を調べたところ，水素はフェライト粒界に優先的に集積することが明らかとなった．この集積水素がフェライト粒界でクラックを発生させるものと考えられる．単純組織を有するフェライト鋼においても{011}面に沿った擬へき開破壊が生じたことから，{011}面擬へき開破壊はマルテンサイト組織由来のものではなく，水素脆性破壊の本質的特徴であることが明らかとなった．(ii)：SEM/EBSD法による微視組織解析とSEM像を用いた画像相関法によってマルテンサイト鋼の引張変形中の局所ひずみ分布を調べた．引張変形中の塑性ひずみ分布は均一ではなく，旧オーステナイト粒界近傍にひずみが集中している領域も観察された．この旧オーステナイト粒界近傍でのひずみ集中が水素脆性クラック発生の要因の一つではないかと考えられる．
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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International Journal of Hydrogen Energy
巻: 43 ページ: 11298-11306
10.1016/j.ijhydene.2018.05.011
Proceedings of the International Conference on Martensitic Transformation: Chicago, The Minerals, Metals & Materials Series
巻: - ページ: 227-231
