Three-dimensional computational modeling and simulation of intergranular corrosion propagation of stainless steel

ステンレス鋼粒界腐食の三次元モデリングとシミュレーション

五十嵐 誉廣  ; 小松 篤史 ; 本岡 隆文*; 上野 文義  ; 山本 正弘 

Igarashi, Takahiro; Komatsu, Atsushi; Motooka, Takafumi*; Ueno, Fumiyoshi; Yamamoto, Masahiro

セルオートマトン法を用いてステンレス鋼の粒界腐食現象を模擬する3次元計算モデルを構築した。計算モデルでは、バルク,結晶粒界(GB)、および溶液セルの3種類のセルで構成される。開発モデルを用いて、腐食時の表面粗さとGBの溶解速度の分散との関係を検証した。解析により、GBの溶解速度分布を採用したモデルによって計算された表面粗さが、GBの溶解速度一定とした場合よりも大きいことを明らかにした。解析によって得られた断面は、腐食試験によって得られた断面をよく再現していた。これらの結果は、腐食中の表面粗さが腐食速度の分布に関係していることを示している。

We constructed three dimensional computational model using cellular automata method to simulate the intergranular corrosion propagation of stainless steel. In the model, the computational system was constructed by three types of cells: grain (bulk), grain boundary (GB), and solution cell. Our simulations revealed that the surface roughness calculated by the model adopted distributed dissolution rates of GBs was greater than that adopted constant dissolution rates of GBs. The cross-sectional images obtained by our simulation were comparable with that obtained by corrosion tests. These results indicate that the surface roughness during corrosion relates the distribution of corrosion rate.