腐食環境および高圧水素環境における鉄鋼材料の水素脆化

摘要

鉄鋼材料の水素脆化挙動とその機構を環境因子ならびに材料因子の観点から検討した．水素侵入およびその水素脆化への影響を，大気環境および高圧水素ガス環境において調査した．大気環境における水素透過試験により，温度，湿度，鋼表面の付着塩分などの環境因子が水素侵入と高強度鋼の遅れ破壊に大きく影響することが明らかになった．また，高圧水素ガス環境および陰極チャージ下での低ひずみ速度引張試験により，水素脆化感受性が表面水素濃度で整理できることが確認された．高強度低合金鋼の水素脆化機構と水素脆化防止法を鋼中の析出物（第二相）に着目し検討した．ナノサイズの炭化物は水素トラップ量を増加させた．粒界に沿って析出した炭化物は粒界破断型の水素割れを促進した．鋼表面に露出した介在物は孔食を起こし，孔食を起点とし水素割れが発生した．これらの第二相の適正制御により，耐水素脆性に優れる高強度鋼を実用化した．