Three dimensional computational modelling and simulation of intergranular corrosion propagation of stainless steel

ステンレス鋼3次元粒界腐食進展モデルの開発とシミュレーション

五十嵐 誉廣  ; 小松 篤史 ; 本岡 隆文; 上野 文義  ; 山本 正弘 

Igarashi, Takahiro; Komatsu, Atsushi; Motooka, Takafumi; Ueno, Fumiyoshi; Yamamoto, Masahiro

ステンレス鋼の粒界腐食進展を模擬するための、セルオートマトン法を用いた3次元計算モデルの開発を行った。粒界腐食の表面粗さと粒界腐食速度分布の分散との間の関係について検証をするため、開発モデルを用いて均一の粒界腐食速度及び分布した粒界腐食速度を設定した粒界腐食シミュレーションを行い、表面粗さの比較を行った。その結果、分布した粒界腐食速度を設定した場合の腐食表面の粗さは均一の粒界腐食速度を設定した場合と比べて表面が粗くなることが明らかとなった。また、分布した粒界腐食速度を設定した場合の粒界腐食断面図から見られる表面粗さを腐食試験の断面写真と比較した結果、同様の傾向が見られることがわかった。これらの結果は、粒界腐食速度の分布は粒界腐食表面の粗さに影響を及ぼすことを示している。

We constructed three dimensional computational model using cellular automata method to simulate the intergranular corrosion propagation of stainless steel. By the simulation using the model, we verified the relationship between surface roughness during corrosion and dispersion of dissolution rate of grain boundaries (GB). The relationship was investigated by the simulation applying constant dissolution rate for GB cells and distributed dissolution rate of GB cells. Our simulations revealed that the surface roughness calculated by the model adopted distributed dissolution rates of GBs was greater than that adopted constant dissolution rates of GBs. The cross-sectional images obtained by our simulation were comparable with that obtained by corrosion tests. These results indicate that the surface roughness during corrosion relates the distribution of corrosion rate.