Development of 2500MPa-class ultra-high-performance hypereutectoid steel: elucidation of the origins for strength and ductility

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我々が開発した高強度鋼の社会普及に向け必要不可欠な，高強度化・延性発現機構の裏付け，すなわちメカニズムの理論的解明に向け検討を進めている．本年度は特に，本鋼材の長期使用における信頼性確保に重要な水素脆化に対し開発合金が示す挙動を明らかにすることを目指し検討を進めた．行った研究の概要，成果は以下のようにまとめられる．＊Fe-0.7C-2.0Cr-0.25V(mass%)基本合金について，引張変形挙動のひずみ速度依存性について詳細な評価を行った．この結果，ひずみ速度を増加させるにつれ破断伸びが増加する傾向が見出された．この要因として，引張試験中における水素の拡散が伸びに影響を及ぼしている可能性が示唆され，本合金の伸びが水素脆化挙動の影響を受けていることが示唆された．ただしここで注目すべきことに，この水素脆化挙動は熱処理条件，合金組成（C, V, Cr）により極めて幅広い変化を示すことが見出された．すなわち，適切な組成，組織制御により，水素脆化挙動を高いレベルで制御できる可能性があることが初めて明らかとなった．一般に鉄鋼材料における水素脆化発現の起源として，格子脆化機構，水素助長局所塑性変形機構，塑性誘起空孔形成促進機構など，幾つかのモデルが提案されているが，本材料がどの機構に強く支配されているのか，また上記組成，組織制御がどのように水素脆化抑制に寄与するかついて，現在さらに検討を進めている．具体的には詳細な破面観察，ならびに水素脱離試験による固溶水素の安定性評価を行うとともに，TEM観察，SEM-EPMA分析を活用した炭化物の詳細解析も現在進めている．