'76 S654 669.15'24'26-194.56:559.56:669.788 (278) オ ー ス テ ナ イ ト ス テ ン レ ス 鋼 の 高 温 高 圧 下 に お け る 応 力 水 素 割 れ に つ い て 早 稲 田大 学 理工 学 部 長 谷 川 正 義 野村 茂 雄 原敏夫 1.緒 名取 敦 言 著 者 ら は これ ま で オ ー ス テ ナ イ ト ス テ ン レ ス 鋼 に お よぼ す 高 温 高EE水 素 の 影 響 を 金 属 組 織 因 子 お よび 環 境 因 子 と関 連 さ せ て 系 統 的 な 研 究 を 行 な っ て き た そ れ に よ る と 水 素 脆 化 は 粒 界 炭 化 物 切 欠 に よ る 応 力 集 中 部 の 導 入 に よ っ て 著 し く感 受 性 を 増 し さ ら にNi当 量 依 存 性 を 示 す こ とが 判 明 し て い る こ れ に 対 し本 報 は 高 温 高 圧 水 素 雰 囲 気 中 で オ ー ス テ ナ イ ト ス テ ン レ ス鋼 に 高 応 力 を 付 加 し た 場 合 環 境 に依 存 す る破 断 現 象が 見 出さ れ たの で そ の 詳細 につい て報 告 す る 2.実 験方法 供 試 材 はSUS304鋼 316鋼 化 処 理 を最 高100比 を 用 い 1100 1hrの ま で 施 した これ よ り板 厚0.5mm幅10mmで もつ 試 験 片 を 作製 し た な お 切 欠 底 半 径 は0.25mmで 溶 体 化 処 理 後 650 で鋭 敏 中 央 部 両 端 に 深 さ4mmのV型 切欠 を あ り 応 力 集 中 係 数 は1.8で 片 は 馬 蹄 形 チ ャ ック に 取 りつ け そ の 反 発 力 で 任 意 の 応 力 を 負 荷 した の ち.外 封 入 し 300 500.1 300atmの あ る 板状 切欠 試 験 熱 式 の オ ー トク レ ー プに 範 囲 の 高 温 高 圧 水 素 中 に 所 定 の 時 間 保 持 し 破 断 の 有 無 を調 べ た 走 査 型 電 顕 に よ る 破 面 観 察 水 素 分 析 さ らに 破 断 し な い 試 料 に つ い て は 脱 水 素 処 理 を 施 し 引 張 試 験 に よ っ て 損 傷 の 程 度 を 検 討 した 3.実 験結果 オ ー ス テ ナ イ ト ス テ ン レ ス鋼 に 応 力 を 負 荷 し こ れ を 高 温 高 圧 水 素 中 に 保 持 す る と破 壊 に 至 る 現 象 は.以 下 の 特 徴 を示 す こ とが 判 明 し た す な わ ち 1)割 れ 感 受 性 は 鋭 敏 化 処 理 の 程 度 に よ って 異 な り 粒 界 に 多 量 の 炭 化 物 が 析 出 した 場 合 に 著 しい 2)割 れ 発 生 は 高 温 高 圧 水 素 中 に お げ る 保 持 時 間 に 依 存 す る 3)図1に 示 し た よ うに 水 素 圧 力 お よび 保 持 温 度 依 存 性 を 示 す が 500 以 上 で は ク リ プ 現 象 が 重 畳 す る も の と 考 え られ 水 素 圧 力の 効果 は 明 瞭 で ない 4)負 荷 応 力 依 存 性 を示 す な お 図1の kg/mm2で あ り 破 断 応 力 の 約90%と 5)割 れ 破 面 は 写 真1に 示 す よ うに.典 場 合.負 荷 応 力 は56 きわ め て 高 い 型 的 な粒 界 脆性 型 で あ り そ れ ぞ れ の 粒 界 面 に は デ ン ド ラ イ ト状 に 発 達 し た 微 小 ボ 写 真1.鋭 イ ドが 多 数 認 め られ る これ は 水 素 と応 力 の 作 用 に よ って 析 敏 化504鋼 の応 力 水 素割 れ破面 出 炭 化 物 の 界 面 に 発 生 した もの と考 え ら れ る 上 述 の 現 象 は"水 素 脆 化'と は 別 の 現 象 と考 え られ い わ ゆ る 高 温 高 圧 水 素 環 境 に お け る 水 素 割 れ"と 応力 み な す こ とが で き る つ ま り 前 者 の 水 素 脆 化 に は 試 験 温 度 依 存 性 が あ り 脆 化 は100 以 下 の温 度 にて 生 じ 定 荷重 試 験 温 度で ある 300 500 で は 水 素 の 影 響 は 認 め られ な い 点 が 大 き く異 な って い る 図1.鋭 278 敏 化504鋼 の 応 力水 素 割 れ限 界 曲線
B. E. Wilde and J. E.Weber ; Brit.Corr.J. 4, 4 2, 1 9 6 9
'76-S658 620.193:669.15'26-194.3:621.385.833.2 (282) 孔 食 の発 生条件 と孔 食形 態 川崎 重 工業(株) 技術研 究所 深迫紀 夫 村 瀬宏一 工博 282 喜多 清
1) J. Thomps on & J.L.Lamont: Proc.Electric Fur.Conf., (1961),P.70.
'76-S663 669.15'26-194.57:620.193.272:620.192.45:669.295 (287) Ti添 加18Cr鋼 に お け る銹 の 起 点 に つ い て (高 靱 性 フ ェ ラ イ ト系 ス テ ン レ ス 鋼 に 関 す る研 究-X) 新 日本 製 鐵株 式会 社 製 品 技術 研 究所 門 智 山 崎桓 友 稲 垣博 巳 1.緒 言 銹 の 起 点 と な る 非 金 属 介 在 物 に つ い て は 軟 鋼 や ス テ ン レ ス鋼 な ど に 関 して 多 くの 報 告 が あ り 単 独 ま た は 酸 化 物 系 介 在 物 の 周 りに 殼状 に 存 在 す る 硫 化 物 系 介 在 物(主 硫 化 カ ル シ ウ ム)が 関 与 して い る こ と が 明 ら か に さ れ て い る 18Cr鋼 にTiを として硫 化 マ ンガ ン 添 加 す る こ とに よ り 耐 鋳 性 は 改 善 さ れ る こ とが 知 ら れ て い る が そ の 要 因 に つ い て は 不 明 な 点 が 多 い 本 研 究 は これ ら の 点 を 明 らか に す る た め 発 鋸 の 起 点 な ど に つ い て 検 討 した もの で あ る 2.実 験方 法 極 低C N 18Cr鋼 を ペ ー ス にTi S Mn%を か え た試料 につ い て 生 成 す る非 金 属 介 在 物 の 状 態 や 塩 水 噴 霧 試 験 の 際 発 生 す る 銃 の 起 点 な ど に つ い て 検 討 した 3.結 果(1)Tiを TiC-Ti4C2S2系 多 い(写 添 加 した 極 低C N18Cr鋼 TiO2-TiN-TiC-Ti4 真1) (2)単 に お い て は チ タ ン 系 介 在 物(主 C2 S2系 TiC-TiN系)が 独 で 存 在 す る チ タ ン 炭 硫 化 物 は ほ とん ど 銹 の 起 点 とな って い な い ま た 炭 硫 化 物 が 炭 窒 化 物 を 囲 む よ うな 状 態 で 存 在 す る と きは 鋸 の 起 点 とな ら な い (3)一 な りや す いMn と してTiN- 発 銹 の起 点 となる ことが S は free Tiを02%以 上 添 加 した18Cr鋼 を 付 与 す る 目的 で こ れ にMnを1.0 1.5%ま 般 に 銹 の起 点 と に は ほ とん ど 認 め られ な い 溶 接 部 の 高 靱 性 で高 め た とき も 同 様 で あ る (4)従 来 報告 され てい る よ うに チ タ ンの酸 化 物 炭 窒 化 物 炭 硫 化 物 は い ず れ も 中 性 の 水 溶 液 に 対 し て 安 定 で あ る の で これ ら が 直 接 発 銹 に 関 与 す る と は 考 え られ な い チ タ ン系 介 在 物 と地 と の 間 に 存 在 す る 微 視 的 な 間 隙 に 起 因 す る す き ま 腐 食 に より 銹 を 生 ず る と思 わ れ る(写 free Ti量 写 真1 が0.2%以 真2).(5)T1添 チ タン系介 在物 を起 点 として 発 生 した 錺(塩 加極低C N18Cr に鋼 上 に な る と 耐 銹 性 は 著 し く改 善 さ れ る 写 真2 -TiC-Ti4 水 噴 霧 試 験16hr) 240 銹 の 起 点 と な っ たTiO2-TiN C2S2系 介 在 物 のSEM像 (塩 水 噴 霧 試 験45min) 2400 287 お い ては