ばね鋼材の実使用環境及びラボ試験環境から侵入する水素量の推定と昇温脱離式ガスクロで測定される拡散性水素量の解釈方法

本報告は、実使用環境で使われたり、ラボ腐食試験で腐食させた時に、主に、ばね、スタライザ用途の高強度鋼の水素侵入に関するものである。更に、本論文では、ガスクロ（G/C）をもとにしたTDS（昇温脱離スペクトル）で測定される拡散性水素量に関して、新しい見方を提供するものである。錆びた鋼材（bcc構造のフェライト、ベイナイト、マルテンサイト系鋼材）に対して、錆を取ってから、水素を測定すると、200℃以下の拡散性水素、400℃超の非拡散性水素に加えて、300-400℃域の水素シグナルがよく見られることがある。しかしながら、300-400℃の水素シグナルは正しく捉えられてこなかった、また、長らく解明されていない疑問として捉えられてきた。本論文では、実験データや証拠をもとに、300-400℃の水素ピークは、錆びた鋼材を手研磨で錆除去を行っても、不可避的に残ってしまう錆FeOOHに起因したものであることを示した。この300-400℃の水素し愚なるは、拡散性水素とも非拡散性水素とも関連を有せず、ガスクロの中で発生した水素であり、それゆえに、水素脆化とは一切関係がない。

The theme of this paper is the hydrogen uptake in high-strength steel mainly for spring and stabilizer of automobile, when used in actual use environment and/or corroded in laboratory-simulating accelerated corrosion environment. In addition, this report gives a new interpretation to diffusive hydrogen concentration measured with Gas-Chromatograph-based Thermo-Desorption-Spectroscopy. When hydrogen in corroded steel (bcc-based ferrite, bainite or martensite) is measured after removing corrosion layer, hydrogen signal often appears at 300 to 400℃, in addition to both diffusive hydrogen signal at below 200℃ and non-diffusive hydrogen signal at over 400℃. However, the hydrogen signal at 300 to 400℃ has not been defined correctly, and it has been regarded as a long-standing unclear problem. Through experimental data and evidence, it is shown that the hydrogen peaks at 300 to 400℃ is based on inevitably-remaining deeply-rooted rust of FeOOH which cannot be removed perfectly from corroded steel sample even with a careful hand-polishing. The hydrogen spectrum appearing at around 300 to 400℃ has no relation to both diffusive hydrogen and non-diffusive hydrogen, and it is generated inside Gas Chromatograph, and therefore, it is not involved with hydrogen embrittlement at all.

Hydrogen uptake, Spring steel, Accelerated corrosion, Rust, FeOOH, Thermo-Desorption Spectroscopy, TDS, Gas chromatograph, Diffusive hydrogen