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陽電子マイクロビームによる応力印加下ステンレス鋼の亀裂評価

Observation of the crack tip of the stainless steel under the tensile stress probed by a positron microscope

前川 雅樹; 薮内 敦; 河裾 厚男

Maekawa, Masaki; Yabuuchi, Atsushi; Kawasuso, Atsuo

陽電子マイクロビームによる応力腐食割れ(SCC)亀裂の先端部観察において、亀裂の進展と空孔との関連をより詳細に調べるための方法として、応力印加下にあるステンレス薄膜に継続的にSCCを発生させ、その場測定が可能な測定法を開発した。これにより亀裂の進展中における空孔分布観察を行った。ステンレスの薄膜試料(SUS304,熱鋭敏化処理済み,厚さ20ミクロン)を挟み込んで取り付け、継続的に100MPa以上の引っ張り応力を印加し、塩化マグネシウム溶液を用いた腐食環境下に24時間暴露させるとSCCによる亀裂が発生することを確認した。亀裂近傍における空孔型欠陥の発生状況を陽電子マイクロビームにより調べたところ、亀裂先端近傍でのSパラメータ上昇が観測された。これは亀裂の発生に伴って空孔型欠陥が導入されたことを示唆している。さらに腐食環境に暴露し亀裂を進展させていくと、Sパラメータ上昇部位に沿って亀裂が進展していくような結果が得られた。

For the more detailed evaluation of the interaction between the crack progress by the stress corrosion cracking (SCC) of the stainless steel and the vacancy-type defects, we developed the in-situ measurement method that can measure the distribution of the vacancy-type defects by the positron microbeam under the tensile stress for the continuous corrosion. It was confirmed that the SCC crack progressed when the sample (SUS304, 20 micron thickness, sensitized) was exposed to the corrosion environment (MgCl$$_{2}$$ solution) for 24 hours with the tensile stress of 100 MPa or more. From the observation of the crack tip probed by the positron microbeam, high S-parameter region near the crack tip was detected. This suggests that the vacancy-type defects was introduced along with the crack. In addition, after the more exposure to the erosive environment, the crack progress seems to occur preferentially in the high S-parameter region.

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