Numerical interpretation of thermal desorption spectra of hydrogen from high-carbon ferrite-austenite dual-phase steel

高炭素フェライト-オーステナイト二相鋼の水素昇温脱離スペクトルの数値的解釈

海老原 健一   ; 関根 大貴*; 崎山 裕嗣*; 高橋 淳*; 高井 健一*; 大村 朋彦*

Ebihara, Kenichi; Sekine, Daiki*; Sakiyama, Yuji*; Takahashi, Jun*; Takai, Kenichi*; Omura, Tomohiko*

鉄鋼材料の応力腐食割れの1つである水素脆化を理解するには、鋼材中の水素分布を知る必要があり、それには昇温脱離スペクトルの数値シミュレーションによる解釈が有効である。溶接金属やTRIP鋼において残留オーステナイト(RA)は昇温脱離スペクトルに顕著な影響を与えるが、明確な水素分布についてはこれまでよく知られていない。本研究では、高炭素フェライト-オーステナイト二相鋼の既報の水素昇温脱離スペクトルを、独自にコード化した二次元モデルによって数値シミュレーションし、水素は、その鋼材に含まれる量が少ないときは炭化物表面に、その量が多くなると二相界面に、主にトラップされることを明らかとした。また、界面トラップの水素の脱離ピークの試料厚さ依存性が、従来とは異なる理由で発現することも明らかとなった。

To understand hydrogen embrittlement (HE), which is one of the stress corrosion cracking of steel materials, it is necessary to know the H distribution in steel, which can be effectively interpreted by numerical simulation of thermal desorption spectra. In weld metals and TRIP steels, residual austenite significantly influences the spectra, but a clear H distribution is not well known. In this study, an originally coded two-dimensional model was used to numerically simulate the previously reported spectra of high-carbon ferritic-austenitic duplex stainless steels, and it was found that H is mainly trapped at the carbide surface when the amount of H in the steel is low and at the duplex interface when the amount of H is high. It was also found that the thickness dependence of the H desorption peak for the interface trap site is caused by a different reason than the conventional one.