Hydrogen embrittlement resistance of pre-strained ultra-high-strength low alloy TRIP-aided steel

予ひずみを与えた超高強度低合金TRIP鋼の耐水素脆化

北條 智彦*; Kumai, B.*; 小山 元道*; 秋山 英二*; 脇 裕之*; 齋藤 寛之*; 城 鮎美*; 安田 良*; 菖蒲 敬久  ; 長坂 明彦*

Hojo, Tomohiko*; Kumai, B.*; Koyama, Motomichi*; Akiyama, Eiji*; Waki, Hiroyuki*; Saito, Hiroyuki*; Shiro, Ayumi*; Yasuda, Ryo*; Shobu, Takahisa; Nagasawa, Akihiko*

本研究では、超高強度変態誘起塑性ベイナイトフェライト鋼の水素脆化特性に及ぼす予ひずみの影響を自動車フレーム部品への応用に向けて調査した。具体的には、3から10%の引張予ひずみでは全伸びに比べて水素による機械的劣化を抑制したが、12から15%の予ひずみ試験片では、水素充填後に伸びを示さなかった。これは3から10%の予ひずみの有利な効果が、残留オーステナイトに関連する亀裂発生の抑制に起因していたためであり、事前に予ひずみが与えられたTRIP鋼では、水素チャージ前に保持されたオーステナイトの体積分率が減少され、それによって優先的な亀裂開始サイトと伝播経路の既存の確率を減少させたと考えられる。一方、12から15%などの高い予ひずみを与えると、加工硬化のために予ひずみが効果的に機能せず、その結果、水素脆化感受性が増加し、転位の増殖により水素含有量が大幅に増加したと考えられる。

In the study, the pre-strain effect on hydrogen embrittlement property of the ultra-high-strength transformation-induced plasticity -aided bainitic ferrite steel was investigated towards application for automobile frame parts. 3-10% tensile pre-strain suppressed hydrogen-induced mechanical degradation relative to total elongation while 12-15% pre-strained specimen did not exhibit elongation after hydrogen charging. The advantageous effect of the 3-10% pre-strain was attributed to the suppression of crack initiation related to retained austenite. The TRIP by pre-straining decreased the volume fraction of retained austenite before hydrogen charging, thereby reducing existing probabilities of preferential crack initiation sites and propagation paths. Conversely, high pre-strain such as 12-15% does not effectively work due to work hardening resulting in increases in hydrogen embrittlement susceptibility and a significant increase in hydrogen content due to the multiplication of dislocations.