Modeling of the mechanism of delayed fracture initiation

遅れ破壊発生機構のモデリング

蕪木 英雄; 山口 正剛   ; 海老原 健一   ; 板倉 充洋  ; 門吉 朋子; 鈴土 知明   

Kaburaki, Hideo; Yamaguchi, Masatake; Ebihara, Kenichi; Itakura, Mitsuhiro; Kadoyoshi, Tomoko; Suzudo, Tomoaki

金属中に水素が含まれると、その機械的性質を著しく変化させる。特に高強度鋼においては遅れ破壊を引き起こす。この水素脆化現象はほぼ100年程前から知られているが、その機構は未だに同定されていない。ここでは金属中の水素密度が高い場合に起きる粒界脆化に着目し、第一原理計算,結合領域モデル,連続体モデル等、ミクロからマクロのシミュレーションを行った結果を述べ、水素の粒界偏析により粒界における原子間結合が弱くなることにより水素脆化が発生することを示した。

Hydrogen greatly changes mechanical properties of metals, and, in particular, causes delayed fracture of high strength steels. Hydrogen-induced embrittlement has been known for almost a century, and, yet its mechanism is not exactly identified. We concentrated on studying the intergranular brittle fracture at high hydrogen content, using numerical methods, such as first principles calculation, cohesive zone model, and continuum model. We show from the simulation results that a hydrogen-induced intergranular fracture occurs due to the weakening of atomic bonds at the grain boundary region.