研究課題
本年度は析出硬化型マルテンサイト系ステンレス鋼の水素助長延性低下のメカニズムと引張強度レベルの関係を明らかにするため，水素チャージしたピーク時効材（Ｈ９００）と過時効材（Ｈ１１５０）の引張試験を実施した．引張試験による相対絞りは、いずれの材料も水素ガス圧が高くなるほど延性が低下した．３５ＭＰａと１００ＭＰａの水素ガス中でチャージしたＨ９００の破面の主体はへき開状破面であった．一方，Ｈ１１５０については，３５ＭＰａ水素チャージの破面の主体は擬へき開であり，１００ＭＰａ水素チャージの破面では擬へき開に粒界が混在していた．縦断面観察から，水素チャージした場合には，ボイドが引張方向に垂直方向に進展していた．ボイドには先端がシャープな形状と鈍化した形状のものがあった．鈍化した形状のボイドは主として擬へき開破面に対応し，ボイド形状から水素によって局所変形が助長された結果として生じたものと示唆された．一部は粒界付近で発生し粒界破面を形成しており，水素による局所変形の助長と粒界強度の低下の重畳効果が示唆された．一方，シャープな形状のボイドの開口面はへき開面に平行であり，水素によって結合力が低下している可能性が示唆された．これらの低温・シャルピー衝撃試験における下部棚のエネルギーが，水素チャージによって低下した．水素と転位の相互作用な生じない試験条件での結果であり，水素によってへき開面や粒界の強度が低下したといえる．このような水素による結合力の低下も，水素による局所変形の助長に加えて引張試験における延性低下に関与していたといえる．このように，水素脆化のメカニズムは材料の引張強さや水素チャージ条件に依存して変化し，条件によっては複数の水素脆化メカニズムが重畳することにより水素助長延性低下が生じていたと結論づけられる．
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Materials Science and Engineering: A
巻: 823 ページ: 141717～141717
10.1016/j.msea.2021.141717
