2020 年度研究成果報告書

水素脆化破面直下の局所かつ原子レベルでの結晶学的・格子欠陥解析と新試験法への展開

研究課題

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研究課題/領域番号	18H01740
研究種目	基盤研究(B)
配分区分	補助金
応募区分	一般
審査区分	小区分26040:構造材料および機能材料関連
研究機関	上智大学
研究代表者	高井健一上智大学, 理工学部, 教授 (50317509)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード	水素脆性 / 高強度鋼 / 水素 / 破壊 / 格子欠陥
研究成果の概要	水素脆化破壊した高強度鋼の破面および破面直下のより局所領域を解析し、破壊の結晶学的および格子欠陥形成の観点から、よりミクロな原子スケール（原子空孔・転位・結晶粒界スケール）で水素脆化破壊の本質を調査した。その結果、破壊の起点である擬へき開破壊においては、転位および原子空孔が多く形成され、一方、破壊の進展部である粒界破壊においては、これらの形成はほとんど検出されなかった。
自由記述の分野	材料工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	自動車用材料を始め、機械・構造材料は応力を負荷されながら使用され、かつ、腐食環境・高圧水素環境など過酷な条件下で使用されるため、ある時間経過後に突然破壊する水素脆化が懸念されてきた。これまで、この水素脆化に関して、様々な機構が提唱されてきたが、必ずしも統一した見解に至っていない問題点があった。そこで本研究では、従来の試験片全体の平均情報を解析する手法から脱却し、水素脆化破面直下の局所領域を解析することで、水素脆化破壊の本質に迫る知見が得られた。これらの知見は、今後の水素脆化評価方法の提案、さらには水素脆化特性に優れた材料設計指針に展開可能である。