JP2000329726A - 鋼材の水素脆化感受性の評価方法 - Google Patents
鋼材の水素脆化感受性の評価方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 鋼材の水素脆化感受性を評価する方法を提供
する。 【解決手段】 電気化学的手法を用いて電解溶液中にお
ける鋼材表面の吸着水素のレベルを測定し、吸着水素レ
ベルが多いほど外部環境から鋼材中に侵入する水素量が
多く、水素脆化感受性が高い可能性があると判定するこ
とを特徴とする鋼材の水素脆化感受性の評価方法と、電
解溶液中で鋼材に一定の低歪み速度または引張応力を負
荷し、Ｅcorrよりも還元側で電位を変化させ、鋼材が破
断に至るまでの最短時間または最大応力の最小値を測定
し、この値が小さいほど水素脆化感受性が高いと判定す
ることを特徴とする鋼材の水素脆化感受性の評価方法。
する。 【解決手段】 電気化学的手法を用いて電解溶液中にお
ける鋼材表面の吸着水素のレベルを測定し、吸着水素レ
ベルが多いほど外部環境から鋼材中に侵入する水素量が
多く、水素脆化感受性が高い可能性があると判定するこ
とを特徴とする鋼材の水素脆化感受性の評価方法と、電
解溶液中で鋼材に一定の低歪み速度または引張応力を負
荷し、Ｅcorrよりも還元側で電位を変化させ、鋼材が破
断に至るまでの最短時間または最大応力の最小値を測定
し、この値が小さいほど水素脆化感受性が高いと判定す
ることを特徴とする鋼材の水素脆化感受性の評価方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は鋼材の水素脆化感受
性を評価する方法に関するものである。
性を評価する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鉄鋼材料は高強度化するほど水素脆化感
受性が高くなることが一般的に知られている。高強度材
は使用中に環境から侵入する微量の水素によって突然破
壊を生じる危険性が高くなるため、水素脆化の問題は鋼
材の高強度化の最大の課題である。水素脆化はいわゆる
「遅れ破壊」のように、鋼材に応力が負荷されてからあ
る時間を経過した後に発生することが多く、破壊に至る
まで数年以上の期間がかかることも珍しくない。このた
め、高強度材の開発には、水素脆化特性を迅速、正確に
評価する試験方法が必要とされている。
受性が高くなることが一般的に知られている。高強度材
は使用中に環境から侵入する微量の水素によって突然破
壊を生じる危険性が高くなるため、水素脆化の問題は鋼
材の高強度化の最大の課題である。水素脆化はいわゆる
「遅れ破壊」のように、鋼材に応力が負荷されてからあ
る時間を経過した後に発生することが多く、破壊に至る
まで数年以上の期間がかかることも珍しくない。このた
め、高強度材の開発には、水素脆化特性を迅速、正確に
評価する試験方法が必要とされている。
【０００３】従来、鋼材の水素脆化感受性を評価する場
合は、評価しようとする鋼材から試験片を採取し、酸性
溶液中への浸漬や、定電流の電解によって鋼材表面から
水素を発生させ、鋼材中に水素を導入し、試験片に一定
または低歪み速度の引張応力を負荷し、破断に至るまで
の時間または最大応力によって水素脆化感受性を評価す
る方法が一般的であった。しかし、上記のような水素の
導入方法は鋼材表面から水素ガスが発生する過酷な環境
であり、水素ガスの発生の起こり得ない、実環境での水
素の侵入挙動を再現しているとは言い難い。
合は、評価しようとする鋼材から試験片を採取し、酸性
溶液中への浸漬や、定電流の電解によって鋼材表面から
水素を発生させ、鋼材中に水素を導入し、試験片に一定
または低歪み速度の引張応力を負荷し、破断に至るまで
の時間または最大応力によって水素脆化感受性を評価す
る方法が一般的であった。しかし、上記のような水素の
導入方法は鋼材表面から水素ガスが発生する過酷な環境
であり、水素ガスの発生の起こり得ない、実環境での水
素の侵入挙動を再現しているとは言い難い。
【０００４】また、最近の水素の分析技術の進歩によ
り、室温で拡散し、遅れ破壊の原因と考えられている
「拡散性水素」を精度良く分析できるようになったこと
から、例えば特開平９−３１６５９７号公報のように、
試験片に予め種々の量の拡散性水素量を吸蔵させ、破断
を起こさない限界の拡散性水素量を求めることによって
水素脆化感受性を評価する方法が試みられている。
り、室温で拡散し、遅れ破壊の原因と考えられている
「拡散性水素」を精度良く分析できるようになったこと
から、例えば特開平９−３１６５９７号公報のように、
試験片に予め種々の量の拡散性水素量を吸蔵させ、破断
を起こさない限界の拡散性水素量を求めることによって
水素脆化感受性を評価する方法が試みられている。
【０００５】しかし、上記のような方法では鋼材中への
水素侵入特性を考慮していないため、この指標で評価す
るのは不十分である。例えば、限界拡散性水素量が大き
く、拡散性水素が多く侵入しても破壊しない鋼材であっ
ても、環境からの水素の侵入量が多い鋼材は依然として
破壊に至る危険性が大きいと言える。すなわち、水素脆
化感受性の評価においては、鋼材中への水素の侵入特性
を把握することが重要であるが、実環境に近い水素の侵
入状況を再現した、妥当な評価方法は現状では見あたら
ない。
水素侵入特性を考慮していないため、この指標で評価す
るのは不十分である。例えば、限界拡散性水素量が大き
く、拡散性水素が多く侵入しても破壊しない鋼材であっ
ても、環境からの水素の侵入量が多い鋼材は依然として
破壊に至る危険性が大きいと言える。すなわち、水素脆
化感受性の評価においては、鋼材中への水素の侵入特性
を把握することが重要であるが、実環境に近い水素の侵
入状況を再現した、妥当な評価方法は現状では見あたら
ない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
課題を解決し、水素脆化感受性を評価する方法を提供す
ることを目的とする。詳細には、外部環境からの水素の
侵入状況を精度良く再現し、鋼材の水素侵入特性を評価
する方法、及び上記の水素の侵入状況における鋼材の水
素脆化特性を評価する方法を提供することを目的とす
る。
課題を解決し、水素脆化感受性を評価する方法を提供す
ることを目的とする。詳細には、外部環境からの水素の
侵入状況を精度良く再現し、鋼材の水素侵入特性を評価
する方法、及び上記の水素の侵入状況における鋼材の水
素脆化特性を評価する方法を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は以下の構成を要旨とする。 （１）電気化学的手法を用いて電解溶液中における鋼材
表面の吸着水素のレベルを測定し、吸着水素レベルが多
いほど外部環境から鋼材中に侵入する水素量が多く、水
素脆化感受性が高い可能性があると判定することを特徴
とする鋼材の水素脆化感受性の評価方法。
に、本発明は以下の構成を要旨とする。 （１）電気化学的手法を用いて電解溶液中における鋼材
表面の吸着水素のレベルを測定し、吸着水素レベルが多
いほど外部環境から鋼材中に侵入する水素量が多く、水
素脆化感受性が高い可能性があると判定することを特徴
とする鋼材の水素脆化感受性の評価方法。
【０００８】（２）電解溶液中で鋼材に一定の低歪み速
度または引張応力を負荷し、Ｅcorrよりも還元側で電位
を変化させ、鋼材が破断に至るまでの最短時間または最
大応力の最小値を測定し、この値が小さいほど水素脆化
感受性が高いと判定することを特徴とする鋼材の水素脆
化感受性の評価方法。
度または引張応力を負荷し、Ｅcorrよりも還元側で電位
を変化させ、鋼材が破断に至るまでの最短時間または最
大応力の最小値を測定し、この値が小さいほど水素脆化
感受性が高いと判定することを特徴とする鋼材の水素脆
化感受性の評価方法。
【０００９】（３）Ｆｅ−Ｈ2 Ｏ系の電位−ｐＨ線図の
Ｆｅの安定域でのカソード分極特性の測定におけるＥ
corr〜−１．５０Ｖ（ｖｓ．ＳＣＥ）の電位域のうち、
鋼材の酸化がなく、かつ水素ガスの発生のない電位域に
おいて鋼材表面の電流密度を一定掃引速度で折り返し測
定し、電位と電流密度の関係が再現性を持つまで折り返
し測定を繰り返した時に測定される電流密度が大きいほ
ど鋼材表面の吸着水素が多く、水素脆化感受性が高い可
能性があると判定することを特徴とする鋼材の水素脆化
感受性の評価方法。
Ｆｅの安定域でのカソード分極特性の測定におけるＥ
corr〜−１．５０Ｖ（ｖｓ．ＳＣＥ）の電位域のうち、
鋼材の酸化がなく、かつ水素ガスの発生のない電位域に
おいて鋼材表面の電流密度を一定掃引速度で折り返し測
定し、電位と電流密度の関係が再現性を持つまで折り返
し測定を繰り返した時に測定される電流密度が大きいほ
ど鋼材表面の吸着水素が多く、水素脆化感受性が高い可
能性があると判定することを特徴とする鋼材の水素脆化
感受性の評価方法。
【００１０】（４）Ｆｅ−Ｈ2 Ｏ系の電位−ｐＨ線図の
Ｆｅの安定域でのＥcorr〜−１．５０Ｖ（ｖｓ．ＳＣ
Ｅ）の電位域のうち、鋼材の酸化がなく、かつ水素ガス
の発生のない任意の電位に保持した状態で鋼材に一定の
低歪み速度または引張応力を負荷し、鋼材が破断に至る
までの時間または最大応力を測定することを電位を変化
させて繰り返し行い、破断時間または最大応力が最も小
さく測定された値を比較し、この値が小さいほど水素脆
化感受性が高いと判定することを特徴とする鋼材の水素
脆化感受性の評価方法。
Ｆｅの安定域でのＥcorr〜−１．５０Ｖ（ｖｓ．ＳＣ
Ｅ）の電位域のうち、鋼材の酸化がなく、かつ水素ガス
の発生のない任意の電位に保持した状態で鋼材に一定の
低歪み速度または引張応力を負荷し、鋼材が破断に至る
までの時間または最大応力を測定することを電位を変化
させて繰り返し行い、破断時間または最大応力が最も小
さく測定された値を比較し、この値が小さいほど水素脆
化感受性が高いと判定することを特徴とする鋼材の水素
脆化感受性の評価方法。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明者は、鋼材の表面における
水素の存在状態について鋭意検討し、以下の知見を見出
した。すなわち、（１）水素侵入環境下では、鋼材表面
に吸着している水素が存在すること、（２）鋼材表面に
吸着している水素の種類には弱い吸着をしているもの
（Ｈads）、強い吸着をしているもの（ＵＰＤ−Ｈads、
Under Potential Deposition）があり、弱い吸着をして
いる水素（Ｈads）は分子化して水素ガスとなり、強い
吸着をしている水素（ＵＰＤ−Ｈads）は鋼材中に侵入
する。すなわち、水素脆化に関与する水素はＵＰＤ−Ｈ
adsであること、（３）ＵＰＤ−Ｈadsの挙動は電気化学
的手法を用いて測定することが可能であり、これによっ
て鋼材表面の水素侵入特性を把握することができる。す
なわち、ＵＰＤ−Ｈadsが多いほど外部環境から鋼材中
に侵入する水素量が多く、水素脆化感受性が高い可能性
があること、（４）鋼材表面からの水素ガスの発生がな
く、鋼材表面にＵＰＤ−Ｈadsが存在する電位に保持す
ることによって、実環境に相当する水素の侵入状況が再
現できる。
水素の存在状態について鋭意検討し、以下の知見を見出
した。すなわち、（１）水素侵入環境下では、鋼材表面
に吸着している水素が存在すること、（２）鋼材表面に
吸着している水素の種類には弱い吸着をしているもの
（Ｈads）、強い吸着をしているもの（ＵＰＤ−Ｈads、
Under Potential Deposition）があり、弱い吸着をして
いる水素（Ｈads）は分子化して水素ガスとなり、強い
吸着をしている水素（ＵＰＤ−Ｈads）は鋼材中に侵入
する。すなわち、水素脆化に関与する水素はＵＰＤ−Ｈ
adsであること、（３）ＵＰＤ−Ｈadsの挙動は電気化学
的手法を用いて測定することが可能であり、これによっ
て鋼材表面の水素侵入特性を把握することができる。す
なわち、ＵＰＤ−Ｈadsが多いほど外部環境から鋼材中
に侵入する水素量が多く、水素脆化感受性が高い可能性
があること、（４）鋼材表面からの水素ガスの発生がな
く、鋼材表面にＵＰＤ−Ｈadsが存在する電位に保持す
ることによって、実環境に相当する水素の侵入状況が再
現できる。
【００１２】鋼材表面にＵＰＤ−Ｈadsが存在する電位
近傍に保持した状態で鋼材に一定の低歪み速度または一
定の引張応力を負荷し、鋼材が破断に至るまでの時間ま
たは最大応力を測定することを電位を変化させて繰り返
し行い、破断時間または最大応力が最も小さく測定され
た値が小さいほど水素脆化感受性が高いと判定すること
ができ、これによって鋼材の水素侵入特性を考慮した水
素脆化特性の評価が可能であることを見出し、本発明に
至ったのである。
近傍に保持した状態で鋼材に一定の低歪み速度または一
定の引張応力を負荷し、鋼材が破断に至るまでの時間ま
たは最大応力を測定することを電位を変化させて繰り返
し行い、破断時間または最大応力が最も小さく測定され
た値が小さいほど水素脆化感受性が高いと判定すること
ができ、これによって鋼材の水素侵入特性を考慮した水
素脆化特性の評価が可能であることを見出し、本発明に
至ったのである。
【００１３】以下、本発明について詳細に説明する。鋼
材を腐食電位（Ｅcorr）近傍から還元側に、水素ガス発
生電位の直前まで掃引すると、図１に示すように、電流
密度のピークが測定できる。このピークの大きさは、鋼
材表面に存在するＵＰＤ−Ｈadsの量を示す。従って、
このピークの大きさが大きいほど外部環境から鋼材中に
侵入する水素量が多いと判定する。
材を腐食電位（Ｅcorr）近傍から還元側に、水素ガス発
生電位の直前まで掃引すると、図１に示すように、電流
密度のピークが測定できる。このピークの大きさは、鋼
材表面に存在するＵＰＤ−Ｈadsの量を示す。従って、
このピークの大きさが大きいほど外部環境から鋼材中に
侵入する水素量が多いと判定する。
【００１４】測定中に鋼材の酸化反応が起こると正確な
測定ができないため、測定溶液や測定電位域の選択に留
意する必要がある。すなわち図２に示すように、Ｆｅ−
Ｈ2Ｏ系の電位−ｐＨ線図におけるＦｅの安定域で測定
する必要がある。また、Ｅco rr以上の電位域では鉄の酸
化反応が起こるため、Ｅcorrよりも還元側の電位域で測
定する必要がある。仮にＥcorrよりも還元側であっても
鋼材の酸化がある場合は同じ理由から測定範囲として不
適である。
測定ができないため、測定溶液や測定電位域の選択に留
意する必要がある。すなわち図２に示すように、Ｆｅ−
Ｈ2Ｏ系の電位−ｐＨ線図におけるＦｅの安定域で測定
する必要がある。また、Ｅco rr以上の電位域では鉄の酸
化反応が起こるため、Ｅcorrよりも還元側の電位域で測
定する必要がある。仮にＥcorrよりも還元側であっても
鋼材の酸化がある場合は同じ理由から測定範囲として不
適である。
【００１５】また、電位が−１．５Ｖ（ｖｓ．ＳＣＥ）
よりも還元側になると水素ガスの発生が著しくなり、過
剰の水素によって試験片表面に不可逆的な損傷が発生す
る恐れがあるので、−１．５Ｖ（ｖｓ．ＳＣＥ）よりも
酸化側の電位域で測定する必要がある。仮に−１．５Ｖ
（ｖｓ．ＳＣＥ）よりも酸化側であっても、水素ガスの
発生が生じる場合は同じ理由から測定範囲として不適で
ある。
よりも還元側になると水素ガスの発生が著しくなり、過
剰の水素によって試験片表面に不可逆的な損傷が発生す
る恐れがあるので、−１．５Ｖ（ｖｓ．ＳＣＥ）よりも
酸化側の電位域で測定する必要がある。仮に−１．５Ｖ
（ｖｓ．ＳＣＥ）よりも酸化側であっても、水素ガスの
発生が生じる場合は同じ理由から測定範囲として不適で
ある。
【００１６】以上の理由から、ＵＰＤ−Ｈadsのピーク
の大きさを精度良く測定するためには、なるべくＵＰＤ
−Ｈadsのピーク近傍の電位域で測定すべきである。な
お、鋼種によってはＵＰＤ−Ｈadsのピークが明瞭に現
れない場合があるが、その場合はピーク位置と考えられ
る電位近傍で測定される電流密度をＵＰＤ−Ｈadsの指
標としても差し支えない。
の大きさを精度良く測定するためには、なるべくＵＰＤ
−Ｈadsのピーク近傍の電位域で測定すべきである。な
お、鋼種によってはＵＰＤ−Ｈadsのピークが明瞭に現
れない場合があるが、その場合はピーク位置と考えられ
る電位近傍で測定される電流密度をＵＰＤ−Ｈadsの指
標としても差し支えない。
【００１７】また、鋼材表面に不働体皮膜のような酸化
皮膜が存在していると正確な測定ができず、電位と電流
密度の関係の再現性が低くなる。この影響を排除するた
めには、上記の測定の折り返し測定を繰り返すことが有
効である。すなわち、測定電位域を還元側、酸化側に折
り返し測定を行い、電位と電流密度の関係の再現性が良
好となるまで繰り返すことによって酸化皮膜が溶解し、
鋼材の新生面の測定を行なうことができる。通常は５０
回以上繰り返せば十分であるが、２００回以上繰り返せ
ばより測定精度が向上する。
皮膜が存在していると正確な測定ができず、電位と電流
密度の関係の再現性が低くなる。この影響を排除するた
めには、上記の測定の折り返し測定を繰り返すことが有
効である。すなわち、測定電位域を還元側、酸化側に折
り返し測定を行い、電位と電流密度の関係の再現性が良
好となるまで繰り返すことによって酸化皮膜が溶解し、
鋼材の新生面の測定を行なうことができる。通常は５０
回以上繰り返せば十分であるが、２００回以上繰り返せ
ばより測定精度が向上する。
【００１８】鋼材を任意の形状の引張試験片に加工し、
電解溶液中で鋼材に一定の低歪み速度または引張応力を
負荷し、Ｅcorrよりも還元側で電位を変化させ、鋼材が
破断に至るまでの最短時間または最大応力の最小値を測
定し、この値が小さいほど水素脆化感受性が高いと判定
する。
電解溶液中で鋼材に一定の低歪み速度または引張応力を
負荷し、Ｅcorrよりも還元側で電位を変化させ、鋼材が
破断に至るまでの最短時間または最大応力の最小値を測
定し、この値が小さいほど水素脆化感受性が高いと判定
する。
【００１９】水素脆化の試験例を図３に示す。図３から
明らかなように、破断時間または最大応力が最も小さく
測定される電位が存在すること、水素ガスが発生する領
域ではかえって破断に至るまでの時間が長く、最大応力
もかえって回復しており、さらに過酷な環境である定電
流による電解環境下では破断挙動のバラツキが大きく、
水素ガス発生領域での水素脆化感受性には問題があるこ
とが分かる。
明らかなように、破断時間または最大応力が最も小さく
測定される電位が存在すること、水素ガスが発生する領
域ではかえって破断に至るまでの時間が長く、最大応力
もかえって回復しており、さらに過酷な環境である定電
流による電解環境下では破断挙動のバラツキが大きく、
水素ガス発生領域での水素脆化感受性には問題があるこ
とが分かる。
【００２０】破断時間または最大応力が最も小さく測定
される電位は、上記ＵＰＤ−Ｈadsが鋼材表面に最も多
く存在している電位である。従って、請求項１または３
の手段によって鋼材表面の吸着水素の存在している電位
域を特定した後に請求項２または４の試験を行なうと、
破断時間または最大応力が最も小さく測定される電位域
がある程度予め特定できるため、試験効率が良い。な
お、試験片は引張応力が負荷できるものであれば、平
滑、ノッチ付き等、形状は問わない。水素環境下での破
壊力学的試験、疲労試験等にも応用可能である。
される電位は、上記ＵＰＤ−Ｈadsが鋼材表面に最も多
く存在している電位である。従って、請求項１または３
の手段によって鋼材表面の吸着水素の存在している電位
域を特定した後に請求項２または４の試験を行なうと、
破断時間または最大応力が最も小さく測定される電位域
がある程度予め特定できるため、試験効率が良い。な
お、試験片は引張応力が負荷できるものであれば、平
滑、ノッチ付き等、形状は問わない。水素環境下での破
壊力学的試験、疲労試験等にも応用可能である。
【００２１】
【実施例】以下に、実施例により本発明をさらに説明す
る。表１に示す組成を有する転炉溶製鋼を連続鋳造し、
必要に応じて均熱拡散処理工程、分塊圧延工程を経て１
６２mm角の圧延素材とした。続いて熱間圧延によって線
材、又は棒鋼形状とした。次に、圧延材に表２の条件で
焼入れ、焼戻し処理を行なった。その後、厚さ３mmの板
状試験片を切り出し、片面をバフ研磨まで行い、ＵＰＤ
−Ｈads測定用試験片とした。同じ材料から直径６φの
引張試験片を作成し、水素脆化試験用試験片とした。
る。表１に示す組成を有する転炉溶製鋼を連続鋳造し、
必要に応じて均熱拡散処理工程、分塊圧延工程を経て１
６２mm角の圧延素材とした。続いて熱間圧延によって線
材、又は棒鋼形状とした。次に、圧延材に表２の条件で
焼入れ、焼戻し処理を行なった。その後、厚さ３mmの板
状試験片を切り出し、片面をバフ研磨まで行い、ＵＰＤ
−Ｈads測定用試験片とした。同じ材料から直径６φの
引張試験片を作成し、水素脆化試験用試験片とした。
【００２２】ＵＰＤ−Ｈadsの測定は、２５℃、ｐＨ１
０のＮａＯＨ溶液中、カソード電位−１．００〜−１．
１５Ｖ（ｖｓ．ＳＣＥ）の電位域において、掃引速度１
０ｍＶ・ｓ−１で電流密度の折り返し測定を繰り返し行
ない、２００回繰り返し時におけるＵＰＤ−Ｈadsのピ
ークの電流密度をＵＰＤ−Ｈadsの指標として測定し
た。
０のＮａＯＨ溶液中、カソード電位−１．００〜−１．
１５Ｖ（ｖｓ．ＳＣＥ）の電位域において、掃引速度１
０ｍＶ・ｓ−１で電流密度の折り返し測定を繰り返し行
ない、２００回繰り返し時におけるＵＰＤ−Ｈadsのピ
ークの電流密度をＵＰＤ−Ｈadsの指標として測定し
た。
【００２３】水素脆化試験は、同じ溶液中において、上
記の測定で特定したＵＰＤ−Ｈadsのピーク電位近傍の
一定電位に１５０００ｓ保持した後、下記数式（１）で
示す低歪み速度で引張応力を負荷し、試験片が破断に至
るまでの時間及び最大応力を測定した。上記測定を保持
する電位を変化させて繰り返し行い、破断時間、または
最大応力が最も小さく測定された値を水素脆化感受性の
指標として比較した。
記の測定で特定したＵＰＤ−Ｈadsのピーク電位近傍の
一定電位に１５０００ｓ保持した後、下記数式（１）で
示す低歪み速度で引張応力を負荷し、試験片が破断に至
るまでの時間及び最大応力を測定した。上記測定を保持
する電位を変化させて繰り返し行い、破断時間、または
最大応力が最も小さく測定された値を水素脆化感受性の
指標として比較した。
【数１】
【００２４】これらの試験結果を表２に示す。表２か
ら、ＵＰＤ−Ｈadsの指標である電流密度は高強度材ほ
ど大きくなる傾向が明らかである。また、不純物（Ｐ，
Ｓ）の低減、Ｍｏ，Ｖ添加量の最適化、熱処理条件の適
正化によって水素脆化感受性の低減を図った鋼Ｎｏ．２
で測定される電流密度は小さい。
ら、ＵＰＤ−Ｈadsの指標である電流密度は高強度材ほ
ど大きくなる傾向が明らかである。また、不純物（Ｐ，
Ｓ）の低減、Ｍｏ，Ｖ添加量の最適化、熱処理条件の適
正化によって水素脆化感受性の低減を図った鋼Ｎｏ．２
で測定される電流密度は小さい。
【００２５】鋼Ｎｏ．２は、実環境での暴露試験（降伏
点相当の応力を負荷した試験片を２年間屋外に放置し、
水素脆化による破断率を測定）においても水素脆化によ
る破断がないことを確認しており、表２の測定結果は実
環境中での水素脆化現象と一致する。従って、鋼材中へ
の水素の侵入特性の評価にはＵＰＤ−Ｈadsの指標を用
いて評価することができ、ＵＰＤ−Ｈadsのピーク電位
での水素脆化試験は、鋼材の水素脆化感受性の評価方法
として妥当であることが分かる。
点相当の応力を負荷した試験片を２年間屋外に放置し、
水素脆化による破断率を測定）においても水素脆化によ
る破断がないことを確認しており、表２の測定結果は実
環境中での水素脆化現象と一致する。従って、鋼材中へ
の水素の侵入特性の評価にはＵＰＤ−Ｈadsの指標を用
いて評価することができ、ＵＰＤ−Ｈadsのピーク電位
での水素脆化試験は、鋼材の水素脆化感受性の評価方法
として妥当であることが分かる。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【表２】
【００２８】
【発明の効果】本発明の鋼材の水素脆化感受性の評価方
法を用いれば、今まで不可能であった鋼材への水素の侵
入特性を定量的に評価することが可能となり、水素脆化
感受性の妥当な評価方法を確立することによって高強度
鋼材の開発に大きく貢献することができるため、その効
果は極めて大きい。
法を用いれば、今まで不可能であった鋼材への水素の侵
入特性を定量的に評価することが可能となり、水素脆化
感受性の妥当な評価方法を確立することによって高強度
鋼材の開発に大きく貢献することができるため、その効
果は極めて大きい。
【図１】ＵＰＤ−Ｈadsのピークの測定例を示す図であ
る。
る。
【図２】Ｆｅ−Ｈ2 Ｏ系の電位−ｐＨ線図におけるＦｅ
の安定域を示す図である。
の安定域を示す図である。
【図３】水素脆化感受性の試験例を示す図である。
Claims (4)
- 【請求項１】 電気化学的手法を用いて電解溶液中にお
ける鋼材表面の吸着水素のレベルを測定し、吸着水素レ
ベルが多いほど外部環境から鋼材中に侵入する水素量が
多く、水素脆化感受性が高い可能性があると判定するこ
とを特徴とする鋼材の水素脆化感受性の評価方法。 - 【請求項２】 電解溶液中で鋼材に一定の低歪み速度ま
たは引張応力を負荷し、Ｅcorrよりも還元側で電位を変
化させ、鋼材が破断に至るまでの最短時間、または最大
応力の最小値を測定し、この値が小さいほど水素脆化感
受性が高いと判定することを特徴とする鋼材の水素脆化
感受性の評価方法。 - 【請求項３】 Ｆｅ−Ｈ2 Ｏ系の電位−ｐＨ線図のＦｅ
の安定域でのカソード分極特性の測定におけるＥcorr〜
−１．５０Ｖ（ｖｓ．ＳＣＥ）の電位域のうち、鋼材の
酸化がなく、かつ水素ガスの発生のない電位域において
鋼材表面の電流密度を一定掃引速度で折り返し測定し、
電位と電流密度の関係が再現性を持つまで折り返し測定
を繰り返した時に測定される電流密度が大きいほど鋼材
表面の吸着水素が多く、水素脆化感受性が高い可能性が
あると判定することを特徴とする鋼材の水素脆化感受性
の評価方法。 - 【請求項４】 Ｆｅ−Ｈ2 Ｏ系の電位−ｐＨ線図のＦｅ
の安定域でのＥcorr〜−１．５０Ｖ（ｖｓ．ＳＣＥ）の
電位域のうち、鋼材の酸化がなく、かつ水素ガスの発生
のない任意の電位に保持した状態で鋼材に一定の低歪み
速度または引張応力を負荷し、鋼材が破断に至るまでの
時間または最大応力を測定することを電位を変化させて
繰り返し行い、破断時間または最大応力が最も小さく測
定された値を比較し、この値が小さいほど水素脆化感受
性が高いと判定することを特徴とする鋼材の水素脆化感
受性の評価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11138031A JP2000329726A (ja) | 1999-05-19 | 1999-05-19 | 鋼材の水素脆化感受性の評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11138031A JP2000329726A (ja) | 1999-05-19 | 1999-05-19 | 鋼材の水素脆化感受性の評価方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000329726A true JP2000329726A (ja) | 2000-11-30 |
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ID=15212438
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP11138031A Withdrawn JP2000329726A (ja) | 1999-05-19 | 1999-05-19 | 鋼材の水素脆化感受性の評価方法 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP2000329726A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1999
- 1999-05-19 JP JP11138031A patent/JP2000329726A/ja not_active Withdrawn
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