はじめに

　高強度鋼を構造部材に適用する場合、使用環境から鋼中に侵入する水素によって突然に起きる脆性破壊（遅れ破壊）が問題となる。耐遅れ破壊性を改善する方法のひとつとして、水素トラップ物質の利用が検討され始めているが、そのメカニズムや効果についての定説はない。これに対して我々は、（１）組織・水素トラップ挙動・遅れ破壊特性の関係解明および特性改善のための指導原理の提案、（２）種々の水素トラップ物質を有する材料の安全性評価方法の確立、の２つを目標に取り組んでいる。
　ここでは、代表的な水素トラップ物質であるV炭化物を含有するV添加鋼について、鋼中への水素吸蔵・放出挙動と微細組織との関係を調査した結果について紹介する。

V添加鋼の水素吸蔵・放出挙動

　実使用において水素は、降雨や潮風などへの暴露による鋼材表面の腐食に起因して侵入すると考えられているが、実験室的には陰極チャージによって簡易的に水素を試験片に導入することができる。図1は、陰極チャージによって一定条件で水素を侵入させた場合の鋼中の水素吸蔵量を測定した結果である。試験片はV を0.35mass％添加した焼戻しマルテンサイト鋼（Fe-0.40C-0.31Si-0.33Mn-1. 0Cr-0.70Mo-0.35V）であり、析出物形態の影響を調べるためにあらかじめ異なる条件の焼入れ焼戻しを実施してある。600℃で焼戻したV添加鋼では、水素吸蔵量の特異な増加が見られ、室温で１週間放置した場合にも水素はほとんど放出されないことが判明した。このような現象について、これまで系統的に調べられたことはなく、析出物形態との関係や遅れ破壊特性と関係は明らかではなかった。

V添加鋼中の微細炭化物

　最新のTEM観察技術を駆使して析出物を詳細に観察した結果、図２に示すような微細な析出物が水素吸蔵・放出挙動に関与していることがわかった。400℃～700℃のいずれの温度で焼戻したV添加鋼においても、平均20nm程度の球状の炭化物が観察されるが、これは焼入れ時に未固溶であった粗大炭化物であり、600℃焼戻し材の水素吸蔵量の増加とは無関係である。一方、600℃で焼戻したV添加鋼を<001>α方向から高倊率で観察した場合、長さ10nm以下、幅1nm以下の微細な板状析出物がマトリクス内に均一に分布していることが確認された（図２）。この析出物は微小なため結晶構造は明らかにできていないが、フェライトの{100}α面を晶癖にもつプレート状であることから、これまで報告されているのと同様の、フェライトとBaker-Nuttingの方位関係をもつNaCl-typeのV炭化物である可能性が高い。
　以上の結果から我々は、600℃焼戻し材における水素吸蔵量の増加は、ｎｍオーダーの微細なV炭化物の析出によるものと判断している。

　今後は、水素吸蔵・放出挙動と遅れ破壊特性との関係を明確にしていく一方で、Ti、Nbなど他の炭化物形成元素を添加した材料についてもその水素吸蔵・放出挙動を調べる。さらに、ＡＰ＊ＦＩＭを用いた水素可視化にもチャレンジして、遅れ破壊に対する理想の水素トラップサイト像を明確にしていく。

　3．TOPICS

耐候性鋼の塗装耐食性評価
　―耐候性鋼への塗装によるLCCの低減を目指して―

　評価研究グループ　松本　剛司