JP7259805B2 - 遅れ破壊特性評価方法 - Google Patents
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Description
[1] 引張強度が1180MPa以上の鋼板に曲げ加工による塑性加工を施した加工部の遅れ破壊特性を評価する遅れ破壊特性評価方法であって、
前記鋼板に塑性加工を施した後、100℃以上200℃以下の温度環境で5分以上60分以下保持する熱処理工程と、
前記熱処理工程後の前記鋼板の前記加工部に腐食因子を付着する付着工程と、
前記付着工程後に乾燥工程および湿潤工程を1回以上繰り返す環境下で前記鋼板を保持するサイクル工程と、
を有することを特徴とする遅れ破壊特性評価方法。
[2] 引張強度が1180MPa以上の鋼板に引張加工による加工を施した加工部の遅れ破壊特性を評価する遅れ破壊特性評価方法であって、
前記鋼板に950MPa以上の引張加工応力で加工を施した後、100℃以上200℃以下の温度環境で5分以上60分以下保持する熱処理工程と、
前記熱処理工程後の前記鋼板の前記加工部に腐食因子を付着する付着工程と、
前記付着工程後に乾燥工程および湿潤工程を1回以上繰り返す環境下で前記鋼板を保持するサイクル工程と、
を有することを特徴とする遅れ破壊特性評価方法。
[3] 前記腐食因子は、50mass%超100mass%以下の塩化ナトリウムを含み、塩化ナトリウムが100%未満の場合には、追加元素として塩化マグネシウム、塩化カルシウム、NOx化合物、SOx化合物、SiO2、Al4Si4O10(OH)8から選ばれる1種または2種以上を含むことを特徴とする[1]または[2]に記載の遅れ破壊特性評価方法。
図2は、図1の遅れ破壊特性評価方法に用いられる試験片の一例を示す模式図である。図2(A)、(B)の試験片1A、1Bは、引張強度が1180MPa以上の鋼板からなっており、加工された加工部2A、2Bを有する。図2(A)の試験片1Aは曲げ加工による塑性加工を施したものであり、図2(B)の試験片1Bは引張加工による加工を施したものである。このように鋼板の加工方法については、曲げ加工、引張加工などいずれの加工方法でも評価が可能であるが、引張加工の場合は、引張応力として950MPa以上の応力を付与させる必要がある。これは、発明者らが1180MPa超えの種々の材料を評価した結果、950MPa未満の応力付与条件では遅れ破壊が発生しない場合があり適切な評価結果が得られない為である。より好ましくは、曲げ加工に対する遅れ破壊評価である。これは、高強度鋼板の自動車部材に施される加工は曲げ加工が主体であるためである。
熱処理工程は、上述した試験片1A、1Bを100℃以上200℃以下の温度環境で5分以上60分以下保持する工程である。実際の使用環境での腐食に伴う水素侵入量で遅れ破壊が生じるか否かを判断するためには、加工後の試験片1A、1Bに100℃以上200℃以下の温度環境で5分以上60分以下保持することが必要である。
付着工程ST2は、熱処理工程ST1後の試験片1A、1Bの加工部2A、2Bに腐食因子を付着する工程である。試験片1A、1Bの加工部2A、2Bへの腐食因子の付着させる方法はどのような方法でもよい。例えば、試験片1A、1Bを大気環境に放置して飛来する腐食因子を付着させても良いし、水溶液に腐食因子を溶解および混合し、浸漬法、スプレー法などにより腐食因子を付着させても良い。
サイクル工程ST3は、付着工程ST2後に乾燥工程ST3Aおよび湿潤工程ST3Bを1回以上繰り返す環境下で鋼板を保持する工程である。遅れ破壊特性を評価するためには、適正な水素導入環境が必要である。例えば自動車は大気中で用いられることから、腐食因子が試験片1A、1Bの加工部2A、2Bに付着した状態で、実際の昼夜の湿度変化を模擬した乾燥および湿潤を繰り返す腐食環境下で遅れ破壊特性を評価することが必要となる。
平板状の冷延鋼板を幅35mm×長さ100mmにせん断し、せん断時の残留応力を除去するために幅が30mmとなるまで研削加工を施した。さらにこの冷延鋼板をトルエンに浸漬して5分間超音波洗浄した後、180°曲げ加工して加工部2Aを作成し、この状態でボルトとナットで拘束して試験片1Aを作製した(図2(A)参照)。このとき、試験片1Aが曲率半径5mmRで180°曲げ加工され、試験片1Aの内側間隔を10~20mmとして応力を変化させた。尚、内側間隔が狭いほど加工部2Aへの応力が高い条件である。
平板状の冷延鋼板を幅35mm×長さ100mmにせん断し、せん断時の残留応力を除去するために幅が30mmとなるまで研削加工を施した。その後、冷延鋼板を中央部12mmが幅5mmとなるように左右12.5mmずつ研削加工を施した。30mm幅から5mm幅までの間の曲率は25mmである。さらに、左右から引張応力を付与して加工部2Bを有する試験片1Bを得た(図2(B)参照)。中央の幅5mmの区間の中で引張前10mmの評点の伸びから試験片1Bの負荷応力を算出した。
上記試験片1A、1Bを電気炉で炉内温度を80℃~220℃まで変化させて、炉内に1~120分保持した。また、一部は比較として試験片1Aの曲げ加工を施す前に本熱処理工程を実施した。
腐食因子として主体成分にNaClを選定し、一部評価にはMgCl2、CaCl2、NaSO3を添加した。さらに、一部は比較として、5%NaCl溶液に鋼板を浸漬させた評価を行った。恒温恒湿機を用い、評価期間中温度を30℃とし、相対湿度を乾燥期間40%RH、湿潤工程90%RHとし、それぞれの期間の移行期間を設け、それぞれの期間を変化させた。本試験では、乾燥工程から湿潤工程、湿潤工程から乾燥工程までの時間は同じ時間に設定した。表2中には試験片1A、1B表面の濡れ時間として、湿度が75%RHを超えている時間を3日あたりで記載した。
腐食試験開始から所定時間経過後に割れ発生状況を評価した。試験はいずれの場合も5検体(表2の検体N1~N5)ずつ実施し、5検体のうちの割れ発生数を比較することで材料の遅れ破壊特性を判定した。なお、No.1~No.54において、割れ発生数の差が2検体未満の場合は、同一結果として判断した。
2A、2B 加工部
Claims (3)
- 引張強度が1180MPa以上の鋼板に曲げ加工による塑性加工を施した加工部の遅れ破壊特性を評価する遅れ破壊特性評価方法であって、
前記鋼板に塑性加工を施した後、100℃以上200℃以下の温度環境で5分以上60分以下保持する熱処理工程と、
前記熱処理工程後の前記鋼板の前記加工部に腐食因子を付着する付着工程と、
前記付着工程後に乾燥工程および湿潤工程を1回以上繰り返す環境下で前記鋼板を保持するサイクル工程と、
前記付着工程及び、前記サイクル工程が行われた後に、前記加工部の遅れ破壊特性を評価する評価工程と、
を有することを特徴とする遅れ破壊特性評価方法。 - 引張強度が1180MPa以上の鋼板に引張加工による加工を施した加工部の遅れ破壊特性を評価する遅れ破壊特性評価方法であって、
前記鋼板に950MPa以上の引張加工応力で加工を施した後、100℃以上200℃以下の温度環境で5分以上60分以下保持する熱処理工程と、
前記熱処理工程後の前記鋼板の前記加工部に腐食因子を付着する付着工程と、
前記付着工程後に乾燥工程および湿潤工程を1回以上繰り返す環境下で前記鋼板を保持するサイクル工程と、
前記付着工程及び、前記サイクル工程が行われた後に、前記加工部の遅れ破壊特性を評価する評価工程と、
を有することを特徴とする遅れ破壊特性評価方法。 - 前記腐食因子は、50mass%超100mass%以下の塩化ナトリウムを含み、塩化ナトリウムが100%未満の場合には、追加元素として塩化マグネシウム、塩化カルシウム、NOx化合物、SOx化合物、SiO2、Al4Si4O10(OH)8から選ばれる1種または2種以上を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の遅れ破壊特性評価方法。
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JP2019032172A (ja) | 2017-08-04 | 2019-02-28 | マツダ株式会社 | 被覆金属材の耐食性試験装置及び耐食性試験方法 |
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