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2021 年度 研究成果報告書

耐水素脆化特性に優れた高強度材料開発のための指導原理構築

研究課題

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研究課題/領域番号 19K04099
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分18010:材料力学および機械材料関連
研究機関福岡大学

研究代表者

山辺 純一郎  福岡大学, 工学部, 教授 (20532336)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード水素脆化 / 高強度鋼 / 強度特性 / 水素拡散特性 / フラクトグラフィー
研究成果の概要

熱処理条件の異なる2種類の析出硬化型マルテンサイト系ステンレス鋼(H900とH1150)の強度特性に及ぼす水素の影響について検討を行った.H900がピーク時効材で引張強さは1354MPaであり,H1150は過時効材で引張強さは1013MPaである.引張試験における延性低下は水素量が高くなるほど顕著になった.破面や縦割り断面の詳細観察から,H1150では水素量が少ない場合にはHELPが主体で,水素量が多くなるとHEDEが関与するようになり,H900では水素量によらずHEDEの関与が高いことが予想された.このように,同じ材料においても水素脆化を1つのメカニズムで説明するのは困難であった.

自由記述の分野

水素脆化,材料強度,表面皮膜

研究成果の学術的意義や社会的意義

水素社会の実現には,水素機器に利用される材料の水素脆化(水素によって材料の強度特性が劣化する現象)を的確に把握し,水素機器の安全性を十分に保証する必要がある.特に,引張強さが1000MPa程度を境に材料の水素脆化挙動が顕著に変化するため,この引張強さ付近の水素脆化挙動を注意深く調査することが重要である.本研究では引張強さ1000MPa程度の2種類のステンレス鋼の水素脆化挙動を調査した.その結果,水素脆化のメカニズムを1つのメカニズムで説明することは困難であることを示すとともに,水素脆化を起こしやすい強化機構との関連についての知見を得た.これらは今後の材料開発に役立つ有益な結果といえる.

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公開日: 2023-01-30  

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