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本年度では前年度までに得られた知見を発展させることにより、ニッケル-チタン超弾性合金や準安定オーステナイト鋼の応力誘起マルテンサイト変態に伴う水素脆性に関して以下の知見を得た。
ニッケル-チタン超弾性合金をトレーニング処理し水素添加した場合は、応力誘起マルテンサイト変態⇔逆変態の繰り返しによる破断までの時間が長くなることが明らかになった。このことから、トレーニング処理をせずに水素添加しマルテンサイト変態させると、母相の欠陥に弱くトラップされている比較的不安定な状態の水素が、変態に伴い新たに生成される転位と相互作用したり、マルテンサイト相のトラップサイトへ移動したりすることで脆化に寄与することが示唆された。一方、トレーニング処理により予め転位を生成させておくと、そこに水素が優先的に強くトラップされることで安定化し、マルテンサイト変態への水素の関与が小さくなることが示唆される。
準安定オーステナイト系ステンレス鋼では、水素添加後に室温時効した試料と応力誘起マルテンサイト変態させ室温時効した試料の破断ひずみは、水素添加しない試料のそれとほぼ同程度まで回復した。しかしながら、応力誘起マルテンサイト変態させ室温時効した試料は、破面の脆化領域の回復が少なかった。また、マルテンサイト変態させた試料では室温時効により放出される水素量が少なくなった。この結果は、塑性変形による影響が無視できないものの、準安定オーステナイト系ステンレス鋼の水素脆性においても応力誘起マルテンサイト変態が果たす役割は大きいことを示唆している。
本研究によって得られた知見は、安全性・信頼性のさらなる向上のための材料評価法及び新しい合金開発のための指針の一つとなり得る。
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