特許 6940774 水素侵入挙動推定方法、水素侵入挙動推定装置及び水素侵入挙動推定プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6940774

(24)【登録日】2021年9月7日

(45)【発行日】2021年9月29日

(54)【発明の名称】水素侵入挙動推定方法、水素侵入挙動推定装置及び水素侵入挙動推定プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01N 33/2022 20190101AFI20210916BHJP

【ＦＩ】

   G01N33/2022

【請求項の数】7

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2018-89372(P2018-89372)

(22)【出願日】2018年5月7日

(65)【公開番号】特開2019-196919(P2019-196919A)

(43)【公開日】2019年11月14日

【審査請求日】2020年8月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004226

【氏名又は名称】日本電信電話株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100129230

【弁理士】

【氏名又は名称】工藤 理恵

(72)【発明者】

【氏名】上庄 拓哉

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 正満

(72)【発明者】

【氏名】三輪 貴志

(72)【発明者】

【氏名】竹内 陽祐

【審査官】 草川 貴史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−０５７１６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３４０８１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ３３／２０２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

鋼材へ侵入する水素の侵入挙動を推定する水素侵入挙動推定方法において、
コンピュータが、
推定対象鋼材に対して水素チャージを行いながら水素脆化による破断が発生しない一定の応力を与えて測定した、鋼材内の水素量が経時変化しなくなるまでの水素量の経時変化を第１の測定データとして入力する第１のステップと、
前記推定対象鋼材に対して水素チャージを行いながら水素脆化による破断が発生する一定の応力を与えて測定した、鋼材が破断するまでの鋼材内の水素量の経時変化を第２の測定データとして入力する第２のステップと、
前記第１の測定データと前記第２の測定データを用いて測定初期時の水素増加量をそれぞれ計算し、前記第１の測定データに係る水素増加量に対する前記第２の測定データに係る水素増加量の比を計算する第３のステップと、
前記第１の測定データによる飽和水素量に前記比を乗算し、乗算した値を水素脆化による破断が発生する応力を与えた場合における前記推定対象鋼材の飽和水素量とする第４のステップと、
を行うことを特徴とする水素侵入挙動推定方法。

【請求項2】

水素は鋼材内で拡散するとみなし、鋼材内の水素量の経時変化から前記推定対象鋼材の水素拡散係数を計算し、前記水素拡散係数を用いた拡散方程式を用いて、水素脆化による破断が発生する応力を与えた場合における前記推定対象鋼材の水素量に係る侵入挙動データを計算する第５のステップを更に行うことを特徴とする請求項１に記載の水素侵入挙動推定方法。

【請求項3】

前記第３のステップでは、
前記第１の測定データと前記第２の測定データを、縦軸を水素量とし、横軸を測定に用いた水素チャージ時間の１／２乗とするグラフにそれぞれプロットし、測定初期時のプロット点を通過するそれぞれの直線の傾きを用いて前記比を計算することを特徴とする請求項１又は２に記載の水素侵入挙動推定方法。

【請求項4】

鋼材へ侵入する水素の侵入挙動を推定する水素侵入挙動推定装置において、
推定対象鋼材に対して水素チャージを行いながら水素脆化による破断が発生しない一定の応力を与えて測定した、鋼材内の水素量が経時変化しなくなるまでの水素量の経時変化を第１の測定データとして入力する第１の測定データ入力部と、
前記推定対象鋼材に対して水素チャージを行いながら水素脆化による破断が発生する一定の応力を与えて測定した、鋼材が破断するまでの鋼材内の水素量の経時変化を第２の測定データとして入力する第２の測定データ入力部と、
前記第１の測定データと前記第２の測定データを用いて測定初期時の水素増加量をそれぞれ計算し、前記第１の測定データに係る水素増加量に対する前記第２の測定データに係る水素増加量の比を計算する比計算部と、
前記第１の測定データによる飽和水素量に前記比を乗算し、乗算した値を水素脆化による破断が発生する応力を与えた場合における前記推定対象鋼材の飽和水素量とする飽和水素量計算部と、
を備えることを特徴とする水素侵入挙動推定装置。

【請求項5】

水素は鋼材内で拡散するとみなし、鋼材内の水素量の経時変化から前記推定対象鋼材の水素拡散係数を計算し、前記水素拡散係数を用いた拡散方程式を用いて、水素脆化による破断が発生する応力を与えた場合における前記推定対象鋼材の水素量に係る侵入挙動データを計算する水素侵入挙動推定部を更に備えることを特徴とする請求項４に記載の水素侵入挙動推定装置。

【請求項6】

前記比計算部は、
前記第１の測定データと前記第２の測定データを、縦軸を水素量とし、横軸を測定に用いた水素チャージ時間の１／２乗とするグラフにそれぞれプロットし、測定初期時のプロット点を通過するそれぞれの直線の傾きを用いて前記比を計算することを特徴とする請求項４又は５に記載の水素侵入挙動推定装置。

【請求項7】

請求項４乃至６のいずれかに記載の水素侵入挙動推定装置としてコンピュータを機能させることを特徴とする水素侵入挙動推定プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、高強度鋼材へ侵入する水素の侵入挙動を推定する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

高強度鋼材は、鋼材の内部に侵入した水素により延性が失われ、強度が著しく低下する。この現象は、水素脆化と呼ばれている（非特許文献１）。鋼材は水素脆化により破断し、鋼材の破断時間は鋼材内に含まれる水素量が多いほど短くなる（非特許文献２）。

【0003】

それ故、鋼材へ侵入する水素の侵入挙動（飽和水素量、水素量の経時変化）を調べることは、水素脆化の発生を予測するうえで重要である。例えば、水素侵入挙動については、鋼材内の水素量を昇温脱離法（ＴＤＳ：Thermal Desorption Spectroscopy）などを用いて測定することにより、調べることができる。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】白神、“鉄鋼材料における水素脆化”、材料と環境、2011年、p.236-p.240

【非特許文献2】鈴木、外３名、“鋼材の遅れ破壊特性評価試験法”、鉄と鋼、Vol.79、No.2、1992年、p.227-p.232、

【非特許文献3】土信田、外４名、“弾性応力下における焼戻しマルテンサイト鋼中の水素誘起格子欠陥の形成と水素脆化”、鉄と鋼、Vo.98、No.5、2012年、p.197-p.206

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

鋼材内の水素侵入挙動は、鋼材への負荷応力の大きさに応じて変化する（非特許文献３）。鋼材への負荷応力が、水素脆化による鋼材の破断が発生しない下限界応力以下である場合であれば、経過時間ごとに鋼材内の水素量をＴＤＳにより測定することで、水素量が飽和に達するまでの水素の侵入挙動を知ることができる。

【0006】

しかし、鋼材への負荷応力が下限界応力以上である場合、鋼材は水素を吸蔵している途中で破断し、破断した時点で鋼材の負荷応力が０（零）になるため、鋼材内で水素量が飽和に達するまでの水素侵入挙動を知ることができなかった。

【0007】

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、鋼材への負荷応力が下限界応力以上（つまり、水素脆化による鋼材の破断が発生する応力）である場合であっても、水素量が飽和に達するまでの水素侵入挙動を推定することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

以上の課題を解決するため、請求項１に係る水素侵入挙動推定方法は、鋼材へ侵入する水素の侵入挙動を推定する水素侵入挙動推定方法において、コンピュータが、推定対象鋼材に対して水素チャージを行いながら水素脆化による破断が発生しない一定の応力を与えて測定した、鋼材内の水素量が経時変化しなくなるまでの水素量の経時変化を第１の測定データとして入力する第１のステップと、前記推定対象鋼材に対して水素チャージを行いながら水素脆化による破断が発生する一定の応力を与えて測定した、鋼材が破断するまでの鋼材内の水素量の経時変化を第２の測定データとして入力する第２のステップと、前記第１の測定データと前記第２の測定データを用いて測定初期時の水素増加量をそれぞれ計算し、前記第１の測定データに係る水素増加量に対する前記第２の測定データに係る水素増加量の比を計算する第３のステップと、前記第１の測定データによる飽和水素量に前記比を乗算し、乗算した値を水素脆化による破断が発生する応力を与えた場合における前記推定対象鋼材の飽和水素量とする第４のステップと、を行うことを特徴とする。

【0009】

請求項２に係る水素侵入挙動推定方法は、請求項１に記載の水素侵入挙動推定方法において、水素は鋼材内で拡散するとみなし、鋼材内の水素量の経時変化から前記推定対象鋼材の水素拡散係数を計算し、前記水素拡散係数を用いた拡散方程式を用いて、水素脆化による破断が発生する応力を与えた場合における前記推定対象鋼材の水素量に係る侵入挙動データを計算する第５のステップを更に行うことを特徴とする。

【0010】

請求項３に係る水素侵入挙動推定方法は、請求項１又は２に記載の水素侵入挙動推定方法において、前記第３のステップでは、前記第１の測定データと前記第２の測定データを、縦軸を水素量とし、横軸を測定に用いた水素チャージ時間の１／２乗とするグラフにそれぞれプロットし、測定初期時のプロット点を通過するそれぞれの直線の傾きを用いて前記比を計算することを特徴とする。

【0011】

請求項４に係る水素侵入挙動推定装置は、鋼材へ侵入する水素の侵入挙動を推定する水素侵入挙動推定装置において、推定対象鋼材に対して水素チャージを行いながら水素脆化による破断が発生しない一定の応力を与えて測定した、鋼材内の水素量が経時変化しなくなるまでの水素量の経時変化を第１の測定データとして入力する第１の測定データ入力部と、前記推定対象鋼材に対して水素チャージを行いながら水素脆化による破断が発生する一定の応力を与えて測定した、鋼材が破断するまでの鋼材内の水素量の経時変化を第２の測定データとして入力する第２の測定データ入力部と、前記第１の測定データと前記第２の測定データを用いて測定初期時の水素増加量をそれぞれ計算し、前記第１の測定データに係る水素増加量に対する前記第２の測定データに係る水素増加量の比を計算する比計算部と、前記第１の測定データによる飽和水素量に前記比を乗算し、乗算した値を水素脆化による破断が発生する応力を与えた場合における前記推定対象鋼材の飽和水素量とする飽和水素量計算部と、を備えることを特徴とする。

【0012】

請求項５に係る水素侵入挙動推定装置は、請求項４に記載の水素侵入挙動推定装置において、水素は鋼材内で拡散するとみなし、鋼材内の水素量の経時変化から前記推定対象鋼材の水素拡散係数を計算し、前記水素拡散係数を用いた拡散方程式を用いて、水素脆化による破断が発生する応力を与えた場合における前記推定対象鋼材の水素量に係る侵入挙動データを計算する水素侵入挙動推定部を更に備えることを特徴とする。

【0013】

請求項６に係る水素侵入挙動推定装置は、請求項４又は５に記載の水素侵入挙動推定装置において、前記比計算部は、前記第１の測定データと前記第２の測定データを、縦軸を水素量とし、横軸を測定に用いた水素チャージ時間の１／２乗とするグラフにそれぞれプロットし、測定初期時のプロット点を通過するそれぞれの直線の傾きを用いて前記比を計算することを特徴とする。

【0014】

請求項７に係る水素侵入挙動推定プログラムは、請求項４乃至６のいずれかに記載の水素侵入挙動推定装置としてコンピュータを機能させることを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、鋼材への負荷応力が下限界応力以上（つまり、水素脆化による鋼材の破断が発生する応力）である場合であっても、水素量が飽和に達するまでの水素侵入挙動を推定できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】水素侵入挙動推定装置の構成を示す図である。

【図2】０．７σ_ｂと０．９σ_ｂの水素侵入挙動を示す図である。

【図3】水素チャージ時間を１／２乗した場合の０．７σ_ｂと０．９σ_ｂの水素侵入挙動を示す図である。

【図4】推定された０．９σ_ｂの水素侵入挙動を示す図である。

【図5】飽和水素量と鋼材の寿命との関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明を実施する一実施の形態について図面を用いて説明する。

【0018】

＜水素侵入挙動推定装置の構成＞
図１は、本実施形態に係る水素侵入挙動推定装置１の構成を示す図である。水素侵入挙動推定装置１は、第１の測定データ入力部１１と、第２の測定データ入力部１２と、比計算部１３と、飽和水素量計算部１４と、水素侵入挙動推定部１５と、を備える。水素侵入挙動推定装置１は、自装置に備わる通信インタフェースを介して記憶部３及び表示部５と通信可能に接続されている。

【0019】

第１の測定データ入力部１１は、推定対象の高強度鋼材に対して水素脆化による破断が発生しない応力を与えて測定した、鋼材内の水素量が飽和に達するまでの水素量の経時変化に係る第１の測定データを入力し、記憶部３に記憶させる機能を備える。

【0020】

第２の測定データ入力部１２は、推定対象鋼材に対して水素脆化による破断が発生する応力を与えて測定した、鋼材が破断するまでの鋼材内の水素量の経時変化に係る第２の測定データを入力し、記憶部３に記憶させる機能を備える。

【0021】

比計算部１３は、第１の測定データと第２の測定データを記憶部３から読み出して、第１の測定データと第２の測定データを用いて測定初期時の水素増加量をそれぞれ計算し、第１の測定データに係る水素増加量に対する第２の測定データに係る水素増加量の比を計算する機能を備える。比計算部１３は、第１の測定データと第２の測定データを、縦軸を水素量とし、横軸を測定に用いた水素チャージ時間の１／２乗とするグラフにそれぞれプロットし、測定初期時のプロット点を通過するそれぞれの直線の傾きを用いて比を計算する機能を備える。

【0022】

飽和水素量計算部１４は、第１の測定データによる飽和水素量に比を乗算し、乗算した値を水素脆化による破断が発生する応力を与えた場合における推定対象鋼材の飽和水素量とし、表示部５に出力する機能を備える。

【0023】

水素侵入挙動推定部１５は、水素は鋼材内で拡散するとみなし、鋼材内の水素量の経時変化から推定対象鋼材の水素拡散係数を計算し、計算した水素拡散係数を用いた拡散方程式を用いて、水素脆化による破断が発生する応力を与えた場合における推定対象鋼材の水素量に係る侵入挙動データ（水素量の経時変化）を計算し、表示部５に出力する機能を備える。

【0024】

なお、飽和水素量計算部１４と水素侵入挙動推定部１５は、いずれも水素侵入挙動に関する情報（飽和水素量、水素量の経時変化）を扱うため、同一の機能部で実現してもよい。

【0025】

＜水素侵入挙動推定装置の動作＞
次に、水素侵入挙動推定装置１で行う水素侵入挙動推定方法について説明する。水素侵入挙動推定装置１は、下記の工程（ステップ）を行う。鋼材へ侵入する水素の侵入挙動を推定するため、予め同一形状及び同一材質である少なくとも２つの高強度鋼材を用意する。

【0026】

工程１；
工程１では、推定対象の高強度鋼材に対して、鋼材が水素脆化により破断しない応力条件で、鋼材中の水素量が飽和に達するまでの経時変化を測定する。以下、工程１について具体的に説明する。

【0027】

まず、高強度鋼材に対して水素チャージを行いながら一定の引張応力を付与する定荷重試験を行う。鋼材に付与する引張応力は、鋼材が水素脆化により破断しない下限界応力以下となるよう、例えば鋼材の引張強さの０．７倍の応力（０．７σ_ｂ）とする。鋼材の試験片としては、例えば、長さ５０ｃｍ、直径７ｍｍの丸棒平滑材を用いる。水素チャージを行う方法としては、鋼材を電解質水溶液に浸漬させて負電位を印加する陰極チャージ法を用いる。電解質水溶液としては、１ｍｏｌ／Ｌの炭酸水素ナトリウム水溶液を用いる。印加電位としては、−１Ｖ ｖｓ．ＳＳＥを用いる。

【0028】

次に、水素チャージを開始してから所定の時間が経過した後、鋼材を切り出して、ＴＤＳ（昇温脱離法）により鋼材内部の水素量を測定する。ＴＤＳの測定条件は、例えば、昇温速度１０℃／ｍｉｎで５００℃までの測定とする。この測定を、水素チャージを開始してから例えば１時間、２時間、３時間、６時間、１２時間、２４時間、４８時間、７２時間経過後にそれぞれ行い、０．７σ_ｂの負荷応力における水素侵入挙動を調べる。

【0029】

その後、第１の測定データ入力部１１は、０．７σ_ｂの負荷応力で測定した水素侵入挙動の測定データ（第１の測定データ）を入力し、記憶部３に記憶させる。

【0030】

工程２；
工程２では、推定対象の高強度鋼材が水素脆化により破断する応力条件で、鋼材が破断しない間の鋼材内の水素量の経時変化を測定する。以下、工程２について具体的に説明する。

【0031】

鋼材に付与する負荷応力が下限界応力以上となるよう、例えば鋼材の引張強さの０．９倍の応力（０．９σ_ｂ）を鋼材に付与し、工程１と同様の方法で水素チャージを行う。鋼材が水素脆化により破断する前である、例えば水素チャージを開始してから１時間、２時間、３時間経過後に、鋼材を切り出して、ＴＤＳにより鋼材内部の水素量を測定する。

【0032】

その後、第２の測定データ入力部１２は、０．９σ_ｂの負荷応力で測定した水素侵入挙動の測定データ（第２の測定データ）を入力し、記憶部３に記憶させる。

【0033】

図２は、０．７σ_ｂの負荷応力と０．９σ_ｂの負荷応力の各水素侵入挙動を示す図である。横軸は、水素チャージ時間ｔであり、縦軸は、水素チャージ時間ｔに対する鋼材内の水素量Ｃである。

【0034】

工程３；
工程３では、工程１と工程２で得られた第１の測定データと第２の測定データを、縦軸を水素量Ｃ、横軸を時間の１／２乗でプロットしたときの各傾きの比を計算する。以下、工程３について具体的に説明する。

【0035】

まず、鋼材内の水素は拡散により鋼材内部へ侵入すると考えられるので、拡散初期時（測定初期時）における鋼材内の水素量Ｃは、式（１）で近似することができる。測定者は、式（１）を記憶部３に記憶させる。

【0036】

【数1】

【0037】

Ｃは鋼材内の水素量、Ｃ_ｓは飽和水素量、ａは鋼材の半径、Ｄは水素拡散係数、ｔは水素チャージ時間である。

【0038】

次に、比計算部１３は、記憶部３から第１の測定データと第２の測定データを読み出して、０．７σ_ｂ及び０．９σ_ｂの各水素侵入挙動を、縦軸を水素量Ｃとし、横軸を測定に用いた水素チャージ時間ｔの１／２乗とするグラフにプロットする。水素チャージ時間ｔの１／２乗でプロットしたときのグラフは、図３に示すグラフとなる。

【0039】

次に、比計算部１３は、生成したグラフを用いて、拡散初期時のプロット点を通過するそれぞれの直線の傾き（所定時間あたりの水素増加量）を計算する。図３のグラフより、拡散初期における、鋼材が水素脆化破断しない応力条件での傾きＡ_０．７σと水素脆化破断する応力条件での傾きＡ_０．９σは、それぞれ、式（２）と式（３）となる。

【0040】

【数2】

【0041】

【数3】

【0042】

その後、比計算部１３は、２つの直線の傾きの比を計算する。式（２）と式（３）より、傾きＡ_０．７σに対する傾きＡ_０．９σの比は、式（４）となる。

【0043】

【数4】

【0044】

工程４；
工程４では、鋼材が水素脆化破断しない応力条件での飽和水素量に、工程３で求めた傾きの比をかけることにより、水素脆化破断する応力条件での飽和水素量を推定する。以下、工程４について具体的に説明する。

【0045】

まず、飽和水素量計算部１４は、記憶部３から式（１）を読み出す。鋼材が水素脆化破断しない応力条件と水素脆化破断する応力条件のいずれの場合においても、鋼材の水素拡散係数Ｄは一定であると仮定すると、式（１）より、傾きＡ_０．７σと傾きＡ_０．９σは、それぞれ、式（５）と式（６）で表される。

【0046】

【数5】

【0047】

【数6】

【0048】

Ｃ_{ｓ０．７σ}は、０．７σ_ｂの負荷応力における飽和水素量である。Ｃ_{ｓ０．９σ}は、０．９σ_ｂの負荷応力における飽和水素量である。式（５）と式（６）より、飽和水素量Ｃ_{ｓ０．９σ}は、式（７）で表される。

【0049】

【数7】

【0050】

式（７）が、工程４の冒頭で述べた「鋼材が水素脆化破断しない応力条件での飽和水素量に、工程３で求めた傾きの比をかける」式となる。飽和水素量計算部１４は、式（７）の通り、式（４）で求めた「傾きＡ_０．７σに対する傾きＡ_０．９σの比」を「飽和水素量Ｃ_{ｓ０．７σ}」にかけることにより、飽和水素量Ｃ_{ｓ０．９σ}を計算し、表示部５に出力する。これにより、水素脆化破断する応力条件における鋼材の飽和水素量を簡易に推定できる。本実施の形態での測定では、図１より、飽和水素量Ｃ_{ｓ０．７σ}は６．４０ｐｐｍであったため、飽和水素量Ｃ_{ｓ０．９σ}は式（８）となる。

【0051】

【数8】

【0052】

工程５；
工程５では、工程３の冒頭で述べたように、鋼材内の水素は拡散により鋼材内部へ侵入すると考えられるので、水素は鋼材内で拡散するとみなし、鋼材内の水素量の経時変化から水素拡散係数を計算し、計算した水素拡散係数を用いた拡散方程式を用いて、水素脆化破断する応力条件における鋼材の水素侵入挙動データ（水素量の経時変化）を計算する。以下、工程５について具体的に説明する。

【0053】

まず、水素侵入挙動推定部１５は、式（６）にａ＝３．５ｍｍ、Ａ_０．９σ＝２．０６、Ｃ_{ｓ０．９σ}＝８．３８ｐｐｍを代入して、水素拡散係数Ｄを計算する。計算すると、水素拡散係数Ｄは式（９）となる。

【0054】

【数9】

【0055】

次に、水素侵入挙動推定部１５は、式（９）の水素拡散係数Ｄと式（７）又は式（８）の飽和水素量Ｃ_{ｓ０．９σ}を用い、水素拡散係数及び飽和水素量を変数として利用可能な既存の拡散方程式を用いて、例えば差分法を用いた一般的な数値計算方法により、０．９σ_ｂの負荷応力における鋼材の水素侵入挙動データを計算し、表示部５に出力する。計算により推定された鋼材の水素侵入挙動データは、図４に示す０．９σ推定値となる。

【0056】

以上より、本実施の形態によれば、水素侵入挙動推定装置１が、推定対象鋼材に対して水素脆化による破断が発生しない応力を与えて測定した、鋼材内の水素量が飽和に達するまでの水素量の経時変化に係る第１の測定データを入力する第１の測定データ入力部１１と、推定対象鋼材に対して水素脆化による破断が発生する応力を与えて測定した、鋼材が破断するまでの鋼材内の水素量の経時変化に係る第２の測定データを入力する第２の測定データ入力部１２と、第１の測定データと第２の測定データを記憶部３から読み出して、第１の測定データと第２の測定データを用いて測定初期時の水素増加量をそれぞれ計算し、第１の測定データに係る水素増加量に対する第２の測定データに係る水素増加量の比を計算する比計算部１３と、第１の測定データによる飽和水素量に比を乗算し、乗算した値を水素脆化による破断が発生する応力を与えた場合における推定対象鋼材の飽和水素量とする飽和水素量計算部１４と、を備えるので、鋼材への負荷応力が下限界応力以上である場合における高強度鋼材の水素侵入挙動を推定できる。つまり、高強度鋼材について、これまで困難であった水素脆化破断が生じる応力条件での水素侵入挙動を簡易に推定することができる。

【0057】

同一材料においては、鋼材内へ侵入する水素量が少ないほど破断が生じるまでの時間は長くなると考えられるため、水素脆化破断が生じる応力条件での水素侵入挙動が正確に推定できるようになれば、侵入する水素量を低減することを水素脆化破断寿命の長い鉄鋼材料の開発指針の一つとすることができるようになる。破断が生じる水素量及び水素拡散係数が同一であるならば、図５に示すように飽和水素量Ｃ_ｓが低いほど（Ｃ_ｓ１＞Ｃ_ｓ２＞Ｃ_ｓ３）、水素脆化破断による鋼材の寿命が長くなるので、水素脆化破断に起因する鋼材寿命の長い材料を開発する際は飽和水素量Ｃ_ｓを低下させることを開発指針とすることができる。

【0058】

最後に、本実施の形態で説明した水素侵入挙動推定装置１は、コンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体に記録することも可能であり、通信ネットワークを通して提供することも可能である。

【符号の説明】

【0059】

１…水素侵入挙動推定装置
１１…第１の測定データ入力部
１２…第２の測定データ入力部
１３…比計算部
１４…飽和水素量計算部
１５…水素侵入挙動推定部
３…記憶部
５…表示部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】