残留オーステナイトを含む先進高強度鋼の水素脆化特性評価

含残余奥氏体先进高强度钢氢脆特性评价

• 批准号: 13J00027
• 负责人: 小山 元道
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: National Institute for Materials Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J00027/
• 关键词: 水素脆化; 高強度鋼; オーステナイト; 電子チャネリング; 変形双晶; ケルビンブロープ; κ炭化物; 水素チャージ下引張

本研究の目的は、水素脆化機構解明の実験指針および耐水素材料の設計指針を確立することである。Scanning Kelvin Prove Force Microscope (SKPFM)で水素分布の測定、Electron Channeling Contrast Imaging (ECCI)でバルク体の金属組織観察をし、これら結果を総合して考察することで、金属組織および水素の分布を相関付けて水素脆化機構を理解することを第一段階の目標とした。対象材の一つはTwinning-Induced Plasticity (TWIP)鋼と呼ばれる高強度オーステナイト鋼を選択した。ECCIにより、水素助長亀裂は粒界だけでなく、変形双晶界面にも生成、伝播することが明らかとなった。変形双晶界面において亀裂が発生した理由は、双晶界面上における応力集中が原因である。また、変形双晶において水素の偏在がSKPFMにより観察された。すなわち、変形双晶が存在する高強度鋼では、双晶界面上の応力集中および水素偏析が水素脆化発現に重要な役割を持っており、オーステナイト鋼ベースの耐水素材料を設計する場合には、変形双晶の抑制または、変形双晶上の水素偏析を避ける必要があることが、本研究によって明らかとなった。上記、ECCIおよびSKPFM観察によって明らかにされた事実に基づき、近年、高降伏強度、商引張比強度、高均一伸びを顕微するκ炭化物強化型オーステナイト鋼の水素脆化特性および機構を調査した。本鋼では変形双晶が現れないのでTWIP鋼よりも優れた耐水素脆化抑制が期待されたが、本鋼の優れた機械的特性の原因である特定すべり面におけるひずみ集中に起因して、水素助長亀裂が観察された。この亀裂を起点に、水素が本鋼の機械的特性を著しく劣化させる。これら事実はECCI観察によって明らかにされた。つまり、耐水素高強度オーステナイト鋼を設計する場合には、変形双晶および特定すべり面上におけるひずみ集中に頼らない合金設計が求められる。本研究により、ECCIおよびSKPFM観察が水素脆化機構解明に有効であることが明らかとされた。

The purpose of this study is to clarify the mechanism of water embrittlement and to establish the design guidelines for water resistant materials. The purpose of the first stage is to correlate the distribution of metal tissue and water to understand the mechanism of water embrittlement. A new type of material called Twinning-Induced Plasticity (TWIP) steel is selected for high strength applications. ECCI, water element to promote crack, crystal boundary, shape twin crystal interface formation, propagation, light source The reason why cracks occur at the interface between the two crystals and the reason why forces are concentrated at the interface between the two crystals In addition, the crystal structure of SKPFM is also observed. The stress concentration and water segregation at the interface between the two crystals in high strength steels are important for the development of water embrittlement. In the design of water resistant materials for high strength steels, it is necessary to suppress the stress concentration and water segregation at the interface between the two crystals. In the past few years, high yield strength, tensile strength, high average tensile strength and microstructure of carbon strengthened steel have been investigated. TWIP steel is excellent in the presence of amorphous twin crystals, which are expected to inhibit water embrittlement, and the causes of mechanical properties of TWIP steel are investigated. The mechanical properties of this steel are deteriorating due to the starting point of cracking and water element. This is the first time I've ever seen a woman. For high strength steel design, high temperature resistance, high temperature resistance, high temperature resistance, This study focuses on the mechanism of water embrittlement.

项目成果

Factor affecting static strain aging under stress at room temperature in a Fe-Mn-C twinning-induced plasticity steel

Fe-Mn-C孪生塑性钢室温应力静态应变时效的影响因素

• 发表时间: 2013
• 期刊: ISIJ International
• 影响因子: 1.8
• 作者: M. Koyama;E. Akiyama;K. Tsuzaki
• 通讯作者: K. Tsuzaki

Hydrogen-assisted failure in a twinning-induced plasticity steel studied under in sito hydrogen charging by electron channeling contrast imaging

通过电子通道对比成像研究在原位充氢条件下孪晶诱导塑性钢的氢辅助失效

• 发表时间: 2013
• 期刊: Acta Materialia
• 影响因子: 9.4
• 作者: M. Koyama;E. Akiyama;K. Tsuzaki;D. Raabe
• 通讯作者: D. Raabe

Effects of Static and Dynamic Strain Aging on Hydrogen Embrittlement in TWIP Steels Containing Al

• DOI: 10.2355/isijinternational.53.1268
• 发表时间: 2013-09
• 期刊: Isij International
• 影响因子: 1.8
• 作者: M. Koyama;E. Akiyama;K. Tsuzaki

Hydrogen-assisted quasi-cleavage fracture in a single crystalline type 316 austenitic stainless steel

• DOI: 10.1016/j.corsci.2013.06.018
• 发表时间: 2013-10-01
• 期刊: CORROSION SCIENCE
• 影响因子: 8.3
• 作者: Koyama, Motomichi;Akiyama, Eiji;Tsuzaki, Kaneaki
• 通讯作者: Tsuzaki, Kaneaki

TWIP鋼の水素脆化

TWIP钢的氢脆

• 发表时间: 2013
• 作者: 小山元道;秋山英二;津﨑兼彰
• 通讯作者: 津﨑兼彰