鉄の粒界水素脆性における水素のモバイル効果; 第一原理計算

Mobile effect of hydrogen in hydrogen-induced intergranular embrittlement of iron; First-principles calculations

山口 正剛   ; 亀田 純*; 海老原 健一   ; 板倉 充洋  ; 蕪木 英雄

Yamaguchi, Masatake; Kameda, Jun*; Ebihara, Kenichi; Itakura, Mitsuhiro; Kaburaki, Hideo

中強度から高強度の鉄鋼材料において、腐食環境等からの水素侵入が粒界割れを引き起こすことはよく知られているが、そのメカニズムはよくわかっていない。われわれはここ数年にわたって鉄の結晶粒界における水素の偏析とその脆化効果すなわち粒界凝集エネルギーを低下させる効果を第一原理計算によって調べてきた。今回、平衡偏析のマクリーン理論を偏析した水素原子間の相互作用を取り込めるように一般化することによって、水素のモバイル効果すなわちき裂の進展に伴って新たに生成される破壊表面に水素が次々と吸着することによる脆化効果の見積りが可能となり、水素による鉄の粒界凝集エネルギー低下の大部分はこのモバイル効果によってもたらされることを示した。

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