|
本研究では，金属組織学的評価と変形および疲労挙動に及ぼす水素の影響の解析を組み合わせて，材料強化機構を支配する各種格子欠陥と水素の相互関係を明らかにする．また，従来のオーステナイト鋼の水素脆化で有害視されていた加工誘起マルテンサイトを積極的に利用することで，耐水素高強度材料の開発を目指す．
バルクナノステンレス鋼の疲労き裂進展挙動に及ぼす水素の影響と加工誘起マルテンサイトの導入による水素脆性への影響の理解に向けて，以下の研究を実施した．高圧ねじり加工および熱処理により得られたオーステナイト／マルテンサイト二相微細粒組織①と微細粒と粗大粒の混粒組織②より小型のCT試験片を作製し，疲労き裂進展試験を実施した．見かけの下限界応力拡大係数範囲は，混粒材よりも微細粒材で高くなったが，疲労き裂進展抵抗は同程度であった．また，陰極チャージ法により水素チャージ材を作製し，疲労き裂進展抵抗に及ぼす水素の影響を調べた．水素チャージ混粒材では，き裂発生後少ない繰返し数で破断に至り，疲労き裂進展特性を評価できなかったが，この結果より，混粒材は水素脆化感受性が高いことがうかがえる．一方，水素チャージ微細粒材では，未チャージ微細粒材に比べて，疲労き裂進展速度の増加はほとんどなかった．過去の研究では，オーステナイト溶体化（粗大粒）材において，水素により疲労き裂進展抵抗が著しく低下すること，そのとき，き裂先端へ塑性変形が集中し，マルテンサイトの形成がき裂の極周辺部の領域に限定されることが報告されている．しかし，本研究の水素チャージ微細粒材においては，き裂先端のマルテンサイト形成は抑制されておらず，水素によるき裂先端への塑性変形の集中が緩和されたと考えられる．
本研究では，オーステナイト／マルテンサイト二相微細粒鋼が，強度，延性，ならびに耐水素疲労特性の観点から有用であることが示された．
|
