(S221)水素熱脱離解析におけるデトラップ速度定数の算出に対する試料サイズの影響－数値シミュレーションによる考察－

摘要

水素脆化機構の解明に不可欠な鋼材中の水素存在状態の同定には、昇温脱離解析(TDA)による水素熱脱離曲線が用いられる。特に、水素存在状態を決める水素と格子欠陥との結合エネルギーは、ChooとLeeの手法[1]における熱脱離曲線のピーク温度と昇温割合の関係のアレニウスプロットの傾きから算出可能である。しかし、その算出には水素拡散が影響するため、筆者らはこれまで結合エネルギーの算出に対する試料サイズの影響を考察した[2,3]。一方、同じアレニウスプロットの高温極限での値(切片)からは、熱活性化過程で欠陥が水素を放出する速度定数の前指数因子の算出が可能である。この前指数因子は、従来のTDAの数値シミュレーションではフィッティングパラメータとして用いられているが、その値の同定は、数値シミュレーションによる熱脱離曲線の予測や他のパラメータの考察のために必要である。よって、本稿では、純鉄及び焼き戻しマルテンサイト鋼（SCM435鋼）を対象とし、結合エネルギーの算出に関する考察を基に、デトラップ速度定数の前指数因子の算出に対する試料サイズ依存性について数値シミュレーションにより考察した。また、デトラップ速度定数の前指数因子の熱脱離ピークへの影響を調べた。