第一原理計算による粒界水素脆性の研究

First-principles study on the grain boundary embrittlement of metals by hydrogen

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

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

鉄鋼材料の粒界水素脆性メカニズムにはさまざまな説があり、そのメカニズムが不明である。われわれは第一原理計算によって鉄の粒界に水素が室温においても十分偏析すること、偏析すると粒界の凝集エネルギーを低下させるので、リンや硫黄による低合金鋼の焼き戻し脆性と同様に粒界割れを引き起こしうることを示した。また、リンや硫黄の場合などとは異なり水素は室温でも十分に拡散が速いため、水素脆化の場合には粒界偏析できる以上の水素が粒界凝集エネルギーの低下に寄与できるため、粒界強度が最終的に70%程度減少することを示した。

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