| 研究実績の概要 |
水素は材料中に侵入し水素脆化現象を誘起させる。しかし，この水素脆化メカニズムは完全には解明されていない。これは，材料中の水素の挙動が非定常であり，水素の実験的な観察が困難であるためである。さらには，材料や環境，負荷条件に依存して，破壊形態が異なる。このため水素脆化の研究の多くは，個々の材料や環境におけるそれぞれの脆化メカニズムの解明に止まっており，多くのメカニズムが提唱されている。
一方で，水素脆化が水素濃度の増加によって誘起されることは確かであり，極微量の水素によって引き起こされる。従って，水素脆化の要因である水素濃度の増加メカニズムを解明し，これを制御することが可能となれば水素脆化を防止することも可能である。この水素濃度分布の実験的観察は困難であるため，数値解析を用いて水素濃度分布を求めるための研究が行われている。本研究では，数値解析による水素凝集シミュレーターに対して実験的検証を加えることで、水素凝集挙動の予測精度を高めつつ，シミュレーション結果に基づく水素可制御性およびその手法を確立することを目的とする。
2014年度は、ステンレス鋼に対して疲労環境下での水素脆化試験を行った。本試験は小型の試験片でも陰極電解法による水素チャージ後に、大気中で疲労試験を行える手法であるが、ステンレス鋼での実績はなかった。試行錯誤の結果、電解液に1Nの硫酸(0.5mol/l)を用いる場合、硫酸の温度を10℃に制御することで安定した水素チャージ試験とその後の疲労試験を行えることを見出した。その他の条件は以下のとおりである。触媒毒：チオ尿素0.5g/day、チャージ時間：96時間、負荷電流：0.8 A (電流密度 1,000 A/m2)。また、ステンレス鋼の鋼種のみならず、荷重の負荷速度によっても破壊形態が異なることを見出し、破壊形態毎に水素脆化感受性を評価する手法を提案した。
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