Numerical analysis of influence of hydrogen charging method on thermal desorption spectra for pre-strained high-strength steel

予ひずみを与えた高強度鋼の熱脱離曲線への水素添加法の影響の数値解析

海老原 健一   ; 岩本 隆*; 松原 幸生*; 山田 紘樹*; 岡村 司*; 漆原 亘*; 大村 朋彦*

Ebihara, Kenichi; Iwamoto, Takashi*; Matsubara, Yukio*; Yamada, Hiroki*; Okamura, Tsukasa*; Urushihara, Wataru*; Omura, Tomohiko*

応力腐食割れの原因の1つである水素脆化の機構の理解には、鋼材中における水素の偏析位置(水素存在状態)を同定する必要がある。鋼材試料の一定割合での加熱で脱離する水素の量と試料温度との関係である水素熱脱離曲線は、水素存在状態を同定する有効なデータである。本論文では、実験室でよく用いる方法と実環境での水素侵入を模擬した方法の2通りで予ひずみを与えた高強度鋼に水素を添加した場合、両者の間で見られる水素熱脱離曲線の違いを数値解析で考察した。その結果、両者の違いは添加水素量による初期水素分布の違いに起因することが分かった。また、添加水素量が少ない場合、熱脱離曲線が初期水素分布に影響されやすいことが分かった。尚、本研究は、日本鉄鋼協会における「水素脆化研究の基盤構築」研究会(2009年-2013年)において実施された。

For understanding the mechanism of hydrogen embrittlement that is one cause of stress corrosion cracking, it is necessary to identify the location of hydrogen segregation (hydrogen existing state) in steels. The thermal desorption spectrum of hydrogen that is obtained by measuring hydrogen desorbing from specimens heated at a constant rate is a useful data for identifying the hydrogen existing state. In the paper, using the numerical simulation, we examined the difference of the thermal desorption spectra between two specimens of pre-strained high-strength steel, one was charged with hydrogen by the method used widely in laboratories, the other was by the method simulating hydrogen penetration in real environment. As a result, it was found that the difference results from the difference of the initial hydrogen distribution caused by the amount of charged hydrogen. If the amount of charged hydrogen is small, the thermal desorption spectrum is more sensitive to the initial distribution.