溶接熱影響部における冷間割れの研究

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機械構造用鋼のような炭素や他の合金元素を添加した鋼では、溶接時に発生する割れは鋼の焼入れ時にマルテンサイト変態を伴う焼割れと同様の焼割れと考えられている。またこれらの鋼では水素による低温割れ感受性も極めて高いものと推定されるが、焼割れとの関連も良く知られていない。本研究では焼割れの起りやすい鋼について、また遅れ割れの起りやすい鋼についてインプラント試験を行い、拡散性水素が各々の鋼にどのような影響を負荷応力・破断時間の関係におよぼすかを明らかにした。得られた結果をまとめると次のごとくである。1.焼割れの本質的な特徴の一つは粒界破壊であるが、拡散性水素が無い場合は硬さが上昇すると粒界破面は増加し、粒界破面はより脆性的となった。拡散性水素が存在する場合には、粒界破面と水素擬へき開破面、又はへき開破面が見られる様になり、粒界破面は減少した。2.鋼材の炭素含有量の増加に伴って、下部限界応力は低下した。また拡散性水素が存在する場合にはさらに下部限界応力の低下が認められた。拡散性水素が存在しない場合と拡散性水素の存在する場合では、同じ負荷応力であっても拡散性水素の存在する方が短時間で破断することがわかった。焼割れの起る材料であっても水素の影響は割れ感受性を高くしており、このことから焼割れと水素による割れはお互いに影響し合っていることがわかった。