JPH08105883A - Method for evaluating degree of deterioration of stainless steel - Google Patents
Method for evaluating degree of deterioration of stainless steelInfo
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- JPH08105883A JPH08105883A JP6243642A JP24364294A JPH08105883A JP H08105883 A JPH08105883 A JP H08105883A JP 6243642 A JP6243642 A JP 6243642A JP 24364294 A JP24364294 A JP 24364294A JP H08105883 A JPH08105883 A JP H08105883A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はステンレス鋼の鋭敏化の
程度を測定して、応力腐食割れ感受性を評価する方法に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for evaluating the susceptibility to stress corrosion cracking by measuring the degree of sensitization of stainless steel.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ステンレス鋼の応力腐食割れ感受性を測
定する従来の方法として、被検査対象の金属の表面を研
磨し、さらにしゅう酸で電解エッチングし、この金属表
面の画像を光学顕微鏡を通して画像処理装置に取込み、
取込んだ画像の輝度分布から粒界の幅（みかけの値）を
求め、予め求めておいた粒界の幅（みかけの値）と鋭敏
化の程度との関係から鋭敏化の程度を判定する方法があ
る（特開平4−290959 号公報）。2. Description of the Related Art As a conventional method for measuring the susceptibility to stress corrosion cracking of stainless steel, the surface of the metal to be inspected is polished and electrolytically etched with oxalic acid, and the image of this metal surface is image-processed through an optical microscope. Take in the device,
The width of the grain boundary (apparent value) is obtained from the brightness distribution of the captured image, and the degree of sensitization is determined from the relationship between the width of the grain boundary (apparent value) and the degree of sensitization that have been obtained in advance. There is a method (Japanese Patent Laid-Open No. 4-290959).
【０００３】また、これとは別の方法として、電解エッ
チングした金属表面を電子顕微鏡で観察し、粒界の長さ
と粒界上の炭化物の長さの測定を行い、粒界長さの総和
に対する粒界炭化物の長さの総和の比から、応力腐食割
れ感受性を予測する方法がある（特開平3−238009 号公
報）。As another method, the surface of the electrolytically-etched metal is observed with an electron microscope to measure the length of grain boundaries and the length of carbides on the grain boundaries, and the total length of grain boundaries is calculated. There is a method for predicting stress corrosion cracking susceptibility from the ratio of the total length of grain boundary carbides (Japanese Patent Laid-Open No. 3-238009).
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述した特開平4−290
959 号及び特開平3−238009 号公報に記載の方法では、
電解エッチング後の表面を観察している。電解エッチン
グはクロム炭化物を優先的に腐食するエッチング法であ
るが、エッチングされる領域は実際の粒界やクロム炭化
物よりもかなり大きい。また、エッチングのされやすさ
はクロム炭化物の析出量と必ずしも比例関係になく、例
えば、結晶の面方位などによって変化する。このため、
電解エッチング後の表面は実際の金属組織とは異なって
いる。DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention
In the method described in Japanese Patent No. 959 and JP-A-3-238009,
The surface after electrolytic etching is observed. Although electrolytic etching is an etching method that preferentially corrodes chromium carbide, the etched area is considerably larger than the actual grain boundary or chromium carbide. Further, the easiness of etching is not necessarily proportional to the amount of chromium carbide deposited, and changes depending on, for example, the crystal plane orientation. For this reason,
The surface after electrolytic etching is different from the actual metallographic structure.
【０００５】このうち、特開平4−290959 号公報に記載
の方法では、鋭敏化の初期の段階においては検出が難し
い。また、粒界の幅の測定領域の選択の仕方によって、
測定値に違いが生じる。特に、鋭敏化の初期の段階では
誤差が大きい。さらに、鋭敏化の程度を粒界の幅（みか
けの値）で評価しており、鋭敏化されている部分のトー
タルの体積に関しては、明らかではない（三次元的な情
報を得ることはできない）。Of these, the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-290959 is difficult to detect in the initial stage of sensitization. Also, depending on how to select the measurement region of the width of the grain boundary,
Differences occur in the measured values. In particular, the error is large in the initial stage of sensitization. Furthermore, the degree of sensitization is evaluated by the width (apparent value) of grain boundaries, and the total volume of the sensitized portion is not clear (three-dimensional information cannot be obtained). .
【０００６】また、特開平3−238009 号公報に記載の方
法では、鋭敏化の初期の段階においては、粒界とクロム
炭化物の区別が難しい。また、粒界長さの総和に対する
粒界炭化物の長さの総和の比から、応力腐食割れ感受性
を予測しており、クロム炭化物の析出の幅に関しては考
慮していない。Further, in the method described in Japanese Patent Laid-Open No. 338009/1990, it is difficult to distinguish between the grain boundary and the chromium carbide in the initial stage of sensitization. Further, the stress corrosion cracking susceptibility is predicted from the ratio of the total length of the grain boundary carbides to the total grain boundary length, and the width of precipitation of chromium carbide is not considered.
【０００７】本発明の目的は、オーステナイトステンレ
ス鋼の応力腐食割れ感受性を高感度かつ高精度に評価す
る方法を提供することにある。An object of the present invention is to provide a method for highly sensitively and accurately evaluating the stress corrosion cracking susceptibility of austenitic stainless steel.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的は、粒界に捕捉
されている水素の量に対するクロム炭化物、もしくは欠
陥、もしくは不純物、もしくは介在物に捕捉されている
水素の量の比率を求め、その比率から劣化度を求めるこ
とにより達成される。The above object is to obtain the ratio of the amount of hydrogen trapped in chromium carbide, defects, impurities, or inclusions to the amount of hydrogen trapped in grain boundaries. This is achieved by obtaining the degree of deterioration from the ratio.
【０００９】また、粒界に捕捉されている水素の量とク
ロム炭化物、もしくは欠陥、もしくは不純物、もしくは
介在物に捕捉されている水素の量を、昇温脱離法により
求めることにより達成される。Further, it can be achieved by determining the amount of hydrogen trapped in the grain boundaries and the amount of hydrogen trapped in chromium carbide, defects, impurities, or inclusions by the temperature programmed desorption method. .
【００１０】さらに、昇温脱離スペクトルを正規分布を
もつ一つ以上のピークに分割し、脱離の活性化エネルギ
が１７５〜１８５ｋＪ／mol であるピークの面積に対す
る、脱離の活性化エネルギが７０〜１００ｋＪ／mol で
ある一つ以上のピークの面積の比率から劣化度を求める
こと、あるいは、脱離の活性化エネルギが１７５〜１８
５ｋＪ／mol であるピークの面積に対する、脱離の活性
化エネルギが７０〜７５ｋＪ／mol であるピークの面積
の比率から劣化度を求めることにより達成される。Furthermore, the thermal desorption spectrum is divided into one or more peaks having a normal distribution, and the activation energy of desorption with respect to the area of the peak where the activation energy of desorption is 175 to 185 kJ / mol. Deterioration degree is obtained from the ratio of one or more peak areas of 70 to 100 kJ / mol, or desorption activation energy is 175 to 18
This is accomplished by determining the degree of deterioration from the ratio of the area of the peak having an activation energy of desorption of 70 to 75 kJ / mol to the area of the peak having 5 kJ / mol.
【００１１】[0011]
【作用】一般に、オーステナイトステンレス鋼は、５５
０℃〜８５０℃の温度範囲に加熱されると、クロム炭化
物が結晶粒界に析出し、耐食性が低下する。この状態を
“鋭敏化”という。粒界にクロム炭化物が析出すると、
それに伴って粒界近傍にクロム濃度が合金の平均的な濃
度よりも低い領域（クロム欠乏層）が生じる。そして、
クロム欠乏層のクロム濃度が１２％以下になると、耐食
性が低下し、応力腐食割れ感受性が高まる。Function Generally, austenitic stainless steel has 55
When heated to a temperature range of 0 ° C. to 850 ° C., chromium carbide precipitates at the grain boundaries and corrosion resistance decreases. This state is called "sensitization". When chromium carbide precipitates at the grain boundaries,
Along with this, a region (chromium deficient layer) in which the chromium concentration is lower than the average concentration of the alloy is formed near the grain boundary. And
When the chromium concentration in the chromium-deficient layer is 12% or less, the corrosion resistance is reduced and the stress corrosion cracking susceptibility is increased.
【００１２】鋭敏化を模擬するための熱処理法として、
溶体化処理後、６２１℃で数時間保持するという熱処理
方法が行われている。この鋭敏化のための熱処理の時間
が短いと粒界の炭化物はそれほど析出せず、島状に互い
に独立している。しかし、処理時間が長くなると、島状
の炭化物が成長して合体し、粒界全体がクロム炭化物で
つながるようになる。さらに、熱処理時間が長くなる
と、炭化物は粒界の幅方向に広がっていく。なお、粒界
の整合性によって、炭化物の成長のしやすさが異なる。
整合性の悪い粒界の方がクロム炭化物が析出，成長しや
すい。As a heat treatment method for simulating sensitization,
After the solution treatment, a heat treatment method of holding at 621 ° C. for several hours is performed. When the heat treatment time for this sensitization is short, the carbides at the grain boundaries do not precipitate so much and are independent of each other in the form of islands. However, when the treatment time becomes long, island-shaped carbides grow and coalesce, and the entire grain boundaries are connected by chromium carbides. Further, as the heat treatment time becomes longer, the carbide spreads in the width direction of the grain boundary. Note that the ease with which carbides grow depends on the matching of grain boundaries.
Chromium carbide is more likely to precipitate and grow at grain boundaries with poor compatibility.
【００１３】本発明は、昇温脱離法により、結晶粒界に
トラップされた水素量に対するクロム炭化物にトラップ
された水素量の比率を求めることにより、鋭敏化の程
度、すなわち、劣化の度合を評価しようというものであ
る。昇温脱離法は、固体試料の加熱によって放出される
吸着もしくは試料内に捕捉されている原子あるいは分子
の脱離速度を温度の関数として示すものである。結晶粒
界にトラップされている水素とクロム炭化物にトラップ
されている水素では、トラップサイトとの結合エネルギ
（脱離の活性化エネルギ）が異なるため、トラップサイ
トから水素が脱離する温度が異なり、両者を分離して検
出することができる。According to the present invention, the degree of sensitization, that is, the degree of deterioration is determined by obtaining the ratio of the amount of hydrogen trapped in the chromium carbide to the amount of hydrogen trapped in the grain boundaries by the thermal desorption method. It is to evaluate. The temperature programmed desorption method shows the rate of desorption of atoms or molecules adsorbed by the heating of a solid sample or trapped in the sample as a function of temperature. Since the hydrogen trapped in the grain boundaries and the hydrogen trapped in the chromium carbide have different binding energies with the trap sites (desorption activation energies), the temperatures at which hydrogen is desorbed from the trap sites are different, Both can be detected separately.
【００１４】ところで、脱離の活性化エネルギは、昇温
速度，スペクトルのピーク温度と数１に示すような関係
があることが知られている。By the way, it is known that the desorption activation energy has a relationship as shown in the equation 1 with the temperature rising rate and the peak temperature of the spectrum.
【００１５】[0015]
【数１】 [Equation 1]
【００１６】昇温速度を変えて昇温脱離スペクトルを測
定して、各々のスペクトルのピーク温度を求め（昇温速
度が大きくなるとピーク温度が高側にシフトする）、
（１／Ｔ）とln(ｂ／Ｔ2）とをプロットし、その傾きか
らＥを求めることができる。By measuring the temperature programmed desorption spectrum while changing the temperature rising rate, the peak temperature of each spectrum is obtained (the peak temperature shifts to the higher side as the temperature rising rate increases),
(1 / T) and ln (b / T 2 ) are plotted, and E can be obtained from the slope.
【００１７】ところで、原子炉の配管の溶接熱影響部で
は上述したような鋭敏化を原因とした粒界型応力腐食割
れが起こることが知られているが、近年、熱影響部でな
くても長年の中性子照射によって粒界割れ（照射加速応
力腐食割れ）が起こることがわかった。この場合はクロ
ム炭化物の析出がなく、クロム欠乏のみ起こる。また、
中性子照射によって転位線，転位ループ，空孔などの欠
陥の生成や不純物元素の偏析などが起こることが知られ
ている。このような場合には、結晶粒界にトラップされ
た水素量に対する欠陥あるいは不純物元素にトラップさ
れた水素量の比率を求めることにより、劣化の度合を評
価することができる。By the way, it is known that the grain boundary type stress corrosion cracking occurs due to the above-mentioned sensitization in the weld heat affected zone of the reactor piping, but in recent years, it is not limited to the heat affected zone. It has been found that intergranular cracking (irradiation accelerated stress corrosion cracking) occurs due to neutron irradiation for many years. In this case, there is no precipitation of chromium carbide, and only chromium deficiency occurs. Also,
It is known that neutron irradiation causes defects such as dislocation lines, dislocation loops and vacancies, and segregation of impurity elements. In such a case, the degree of deterioration can be evaluated by obtaining the ratio of the amount of hydrogen trapped in defects or impurity elements to the amount of hydrogen trapped in the crystal grain boundaries.
【００１８】[0018]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１９】（実施例１）熱処理条件を変化させること
により鋭敏化の程度を変化させた試料について、劣化度
を評価した例を以下に示す。(Example 1) An example is shown below in which the degree of deterioration was evaluated for samples in which the degree of sensitization was changed by changing the heat treatment conditions.
【００２０】供試材には、オーステナイトステンレス鋼
SUS304を用いた。その炭素含有量は０.０６％ であり、
十分に鋭敏化を生じるものである。SUS304を１１５０℃
で３０分保持した後、水冷して、溶体化処理を行った。
鋭敏化させるための熱処理は、６２１℃で０時間，０.
２５時間（１５分），０.５時間（３０分），１時間
（６０分），２時間（１２０分），３時間（１８０
分），６時間（３６０分），１２時間（７２０分）及び
２４時間（１４４０分）保持することにより行った。熱
処理後、これら九つの試料を、８０℃，０.６ＭＰａ の
水素雰囲気中に１２０時間さらすことにより、水素を注
入した。The test material is austenitic stainless steel.
SUS304 was used. Its carbon content is 0.06%,
It causes sufficient sensitization. SUS304 1150 ℃
After 30 minutes of holding, the solution was cooled with water and subjected to solution treatment.
The heat treatment for sensitization was carried out at 621 ° C. for 0 hours and at a temperature of 0.1.
25 hours (15 minutes), 0.5 hours (30 minutes), 1 hour (60 minutes), 2 hours (120 minutes), 3 hours (180
Minutes), 6 hours (360 minutes), 12 hours (720 minutes) and 24 hours (1440 minutes). After the heat treatment, hydrogen was injected by exposing these nine samples to a hydrogen atmosphere at 80 ° C. and 0.6 MPa for 120 hours.
【００２１】図１ないし図４に、九つの試料のうち、代
表的なものとして、(ａ）０時間，（ｂ）０.５時間，
(ｃ）２時間及び（ｄ）２４時間鋭敏化処理したものに
ついて、金属組織観察を行った結果を模式的に示す。こ
れらは試料表面を鏡面仕上げした後、１０％しゅう酸で
電解エッチングを行い、光学顕微鏡で表面を観察したも
のである。試料（ａ）では、結晶粒界１が観察されるだ
けで、クロム炭化物の析出がほとんどみられない。試料
（ｂ）では、粒界上に島状のクロム炭化物２が観察され
る。試料（ｃ）では、島状のクロム炭化物が成長して、
ほぼつながった状態になっている（つながった状態のク
ロム炭化物３）。試料（ｄ）では、クロム炭化物がつな
がった状態になっており、その幅は試料（ｃ）に比べて
広い。FIGS. 1 to 4 show (a) 0 hours, (b) 0.5 hours, as typical ones of the nine samples.
The results obtained by observing the metal structure of the sensitized materials (c) for 2 hours and (d) for 24 hours are schematically shown. These are obtained by observing the surface of the sample with an optical microscope after mirror-finishing the surface of the sample and performing electrolytic etching with 10% oxalic acid. In the sample (a), only the crystal grain boundaries 1 are observed, and almost no precipitation of chromium carbide is observed. In sample (b), island-shaped chromium carbide 2 is observed on the grain boundaries. In the sample (c), island-shaped chromium carbides grow,
Almost in a connected state (chromium carbide 3 in a connected state). In the sample (d), chromium carbide is in a connected state, and its width is wider than that of the sample (c).
【００２２】水素を注入した試料（ａ)〜(ｄ）につい
て、昇温脱離ガス分析装置を用いて、昇温脱離スペクト
ルを測定した。試料のサイズは１０mm×１０mm×０.１m
m 、昇温速度は０.５℃／min、分析チャンバー内の真空
度は１×１０-9Torrである。With respect to the samples (a) to (d) into which hydrogen was injected, the thermal desorption spectrum was measured using a thermal desorption gas analyzer. Sample size is 10mm × 10mm × 0.1m
m, the heating rate is 0.5 ° C./min, and the degree of vacuum in the analysis chamber is 1 × 10 −9 Torr.
【００２３】図５に、試料（ａ)〜(ｄ）についての昇温
脱離スペクトルを示す。図５において、４は試料
（ａ）、５は試料（ｂ）、６は試料（ｃ）、７は試料
（ｄ）についての昇温脱離スペクトルを示す。鋭敏化の
程度によってスペクトルの極大温度が異なる。FIG. 5 shows the thermal desorption spectra of samples (a) to (d). In FIG. 5, 4 shows the sample (a), 5 shows the sample (b), 6 shows the sample (c), and 7 shows the thermal desorption spectra for the sample (d). The maximum temperature of the spectrum varies depending on the degree of sensitization.
【００２４】図６ないし図９に、試料（ａ)ないし(ｄ）
についての昇温脱離スペクトルのピーク分割例を示す。
スペクトルは正規分布をもつ四つのピーク（ピークＩな
いしIV；図６ないし図９の８ないし１１，ピーク温度：
Ｉ；２３５℃，II；２６５℃，III；３２０℃，IV；３
９０℃）に分割できる。FIGS. 6 to 9 show samples (a) to (d).
An example of peak division of the temperature programmed desorption spectrum is shown below.
The spectrum has four peaks having a normal distribution (peaks I to IV; 8 to 11 in FIGS. 6 to 9 and peak temperature:
I; 235 ° C, II; 265 ° C, III; 320 ° C, IV; 3
90 ° C).
【００２５】図１０に、各トラップサイトからの水素の
脱離の活性化エネルギの測定例を示す。昇温速度０.
２，０.５，１.０及び２.０℃／ｓで昇温脱離スペクト
ルを測定し、スペクトルより分割後のピークの極大値を
求め、１／Ｔとln(ｂ／Ｔ2）をプロットし、その傾きか
ら脱離の活性化エネルギを求めた。このようにして求め
た、分割後の各ピーク（ＩないしIV）の脱離の活性化エ
ネルギは各々７３，８７，９６及び１８０ｋＪ／mol で
あった。FIG. 10 shows an example of measurement of activation energy for desorption of hydrogen from each trap site. Temperature rising rate of 0.
Thermal desorption spectra were measured at 2, 0.5, 1.0 and 2.0 ° C / s, and the maximum value of the peak after division was obtained from the spectra, and 1 / T and ln (b / T 2 ) were calculated. The plot was plotted, and the desorption activation energy was obtained from the slope. The desorption activation energies of the peaks (I to IV) after the splitting thus obtained were 73, 87, 96 and 180 kJ / mol, respectively.
【００２６】各ピークの帰属に関しては、昇温脱離スペ
クトルと金属組織（透過顕微鏡，走査顕微鏡，光学顕微
鏡観察），トリチウム透過電顕オートラジオグラフなど
との相関より、ピークＩないしIII はクロム炭化物から
脱離した水素によるもの、ピークIVは結晶粒界から脱離
した水素によるものと考えられる。このうち、ピークＩ
は鋭敏化が進んだ状態で現れる連続的に析出したクロム
炭化物から脱離した水素によるものと考えられる。Regarding the assignment of each peak, peaks I to III are chromium carbides based on the correlation between the thermal desorption spectrum and the metallographic structure (transmission microscope, scanning microscope, optical microscope observation), tritium transmission electron microscope, etc. It is considered that the hydrogen is desorbed from hydrogen and peak IV is due to the hydrogen desorbed from the grain boundary. Of these, peak I
Is considered to be due to hydrogen desorbed from the continuously deposited chromium carbide that appears in a state where sensitization progresses.
【００２７】図１１に、鋭敏化時間とピーク（IV）の面
積に対するピーク(Ｉ)ないし(III）の面積の比率、及び
鋭敏化時間とピーク（IV）の面積に対するピーク（Ｉ）
の面積の比率を示す。ピーク（IV）の面積に対するピー
ク(Ｉ)ないし(III）の面積の比率，ピーク（IV）の面積
に対するピーク（Ｉ）の面積の比率と共に、鋭敏化時間
６０分で急激に増加し、１２０分以上ではその傾きが小
さくなっている。応力腐食割れの試験結果を基に図１１
を考察すると、応力腐食割れは６２１℃の熱処理温度で
は約６０ないし９０分で生じるので、応力腐食割れを生
じる面積比の限界の値は、図１１に示すようにピーク
（IV）の面積に対するピーク(Ｉ)ないし(III）の面積の
比率で約２０，ピーク（IV）の面積に対するピーク
（Ｉ）の面積の比率で約５である。図１１より、面積比
が急増する鋭敏化時間と応力腐食割れが発生する鋭敏化
時間が一致しており、本発明は鋭敏化の程度を評価する
方法として、適当であると考えられる。なお、図１１よ
り鋭敏化時間６０分における面積比の増加の割合は、ピ
ーク（IV）の面積に対するピーク（Ｉ）の面積の比率の
方が大きい。このことからクロム炭化物の中でも粒界に
連続的に析出したクロム炭化物の鋭敏化に与える影響が
大きいものと考えられる。FIG. 11 shows the ratio of the areas of peaks (I) to (III) to the area of sensitization time and peak (IV), and the peak (I) to the area of sensitization time and peak (IV).
The area ratio is shown. Along with the ratio of the areas of peaks (I) to (III) to the area of peaks (IV) and the ratio of the areas of peaks (I) to the areas of peaks (IV), the sensitization time increased sharply for 60 minutes to 120 minutes. In the above, the inclination is small. FIG. 11 is based on the test result of stress corrosion cracking.
Since stress corrosion cracking occurs in about 60 to 90 minutes at a heat treatment temperature of 621 ° C., the limit value of the area ratio of stress corrosion cracking is as shown in FIG. The area ratio of (I) to (III) is about 20, and the area ratio of peak (I) to the area of peak (IV) is about 5. From FIG. 11, the sensitization time in which the area ratio rapidly increases coincides with the sensitization time in which stress corrosion cracking occurs, and the present invention is considered to be appropriate as a method for evaluating the degree of sensitization. From FIG. 11, the rate of increase in the area ratio at the sensitization time of 60 minutes is larger in the ratio of the area of the peak (I) to the area of the peak (IV). From this, it is considered that among the chromium carbides, it has a great influence on the sensitization of the chromium carbides continuously precipitated at the grain boundaries.
【００２８】図１２に、鋭敏化度の測定手順を示すフロ
ーチャートを示す。まず鋭敏化度を求めたい試料を用い
て、昇温脱離スペクトルを測定し、測定スペクトルから
ブランクを引き算した後、図６ないし図９に示したよう
にピーク分割をし、分割後の各ピークの面積を計算す
る。その後、ピーク（IV）の面積に対するピーク（Ｉ）
ないし(III）の面積の比率、あるいはピーク（IV）の面
積に対するピーク（Ｉ）の面積の比率を求め、例えば図
１１のような関係から、鋭敏化の度合を判定する。FIG. 12 is a flow chart showing the procedure for measuring the degree of sensitization. First, a temperature programmed desorption spectrum is measured using a sample for which a degree of sensitization is desired, and a blank is subtracted from the measured spectrum. Then, peak division is performed as shown in FIGS. Calculate the area of. Then, the peak (I) with respect to the area of the peak (IV)
To (III) or the ratio of the area of peak (I) to the area of peak (IV) is determined, and the degree of sensitization is determined from the relationship as shown in FIG. 11, for example.
【００２９】このように、本発明では、昇温脱離法によ
り、結晶粒界から脱離した水素に対する、クロム炭化物
から脱離した水素の量の比率、あるいは粒界に連続的に
析出したクロム炭化物から脱離した水素の量の比率を求
めることにより、すなわちピーク（IV）の面積に対する
ピーク(Ｉ)ないし(III）の面積の比率、あるいはピーク
（IV）の面積に対するピーク（Ｉ）の面積の比率を求め
ることにより、鋭敏化の程度すなわち劣化の度合を定量
的に評価することができる。As described above, in the present invention, the ratio of the amount of hydrogen desorbed from the chromium carbide to the amount of hydrogen desorbed from the crystal grain boundaries or the chromium continuously deposited at the grain boundaries by the temperature programmed desorption method. By determining the ratio of the amount of hydrogen desorbed from the carbide, that is, the ratio of the area of peaks (I) to (III) to the area of peak (IV), or the area of peak (I) to the area of peak (IV) The degree of sensitization, that is, the degree of deterioration can be quantitatively evaluated by determining the ratio of.
【００３０】なお、ここではステンレス鋼の熱影響部で
みられる粒界型応力腐食割れ感受性の評価について示し
たが、照射加速応力腐食割れの場合には、粒界にトラッ
プされた水素に対する転位ループ，空孔などの欠陥や不
純物元素，介在物などにトラップされた水素の比率を求
めることにより、同様に劣化の程度を評価することがで
きる。The evaluation of the susceptibility to intergranular stress corrosion cracking observed in the heat-affected zone of stainless steel is shown here. In the case of irradiation accelerated stress corrosion cracking, dislocation loops for hydrogen trapped in the grain boundary are shown. By determining the ratio of hydrogen trapped in defects such as vacancies, impurity elements, and inclusions, the degree of deterioration can be similarly evaluated.
【００３１】[0031]
【発明の効果】本発明では、鋭敏化などの劣化の程度を
定量的に評価できる。また、劣化の程度を高感度に測定
できるので、腐食を初期の状態で検出できる。したがっ
て、ステンレス鋼の腐食割れ感受性のモニタ法として有
効である。According to the present invention, the degree of deterioration such as sensitization can be quantitatively evaluated. Moreover, since the degree of deterioration can be measured with high sensitivity, corrosion can be detected in the initial state. Therefore, it is effective as a method for monitoring the corrosion cracking susceptibility of stainless steel.
【図１】試料（ａ）の金属組織を模式的に示した説明
図。FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a metal structure of a sample (a).
【図２】試料（ｂ）の金属組織を模式的に示した説明
図。FIG. 2 is an explanatory view schematically showing the metal structure of sample (b).
【図３】試料（ｃ）の金属組織を模式的に示した説明
図。FIG. 3 is an explanatory view schematically showing the metal structure of sample (c).
【図４】試料（ｄ）の金属組織を模式的に示した説明
図。FIG. 4 is an explanatory view schematically showing the metal structure of sample (d).
【図５】昇温脱離スペクトル測定結果の一例を示す特性
図。FIG. 5 is a characteristic diagram showing an example of a thermal desorption spectrum measurement result.
【図６】試料（ａ）についての昇温脱離スペクトルのピ
ーク分割例を示す特性図。FIG. 6 is a characteristic diagram showing an example of peak division of a thermal desorption spectrum for sample (a).
【図７】試料（ｂ）についての昇温脱離スペクトルのピ
ーク分割例を示す特性図。FIG. 7 is a characteristic diagram showing an example of peak division of a thermal desorption spectrum for sample (b).
【図８】試料（ｃ）についての昇温脱離スペクトルのピ
ーク分割例を示す特性図。FIG. 8 is a characteristic diagram showing an example of peak division of a thermal desorption spectrum for sample (c).
【図９】試料（ｄ）についての昇温脱離スペクトルのピ
ーク分割例を示す特性図。FIG. 9 is a characteristic diagram showing an example of peak division of a thermal desorption spectrum for sample (d).
【図１０】水素の脱離の活性化エネルギの測定例を示す
特性図。FIG. 10 is a characteristic diagram showing an example of measurement of activation energy for desorption of hydrogen.
【図１１】鋭敏化時間とピーク面積比との関係を示す特
性図。FIG. 11 is a characteristic diagram showing the relationship between the sensitization time and the peak area ratio.
【図１２】鋭敏化度の測定手順を示すフローチャート。FIG. 12 is a flowchart showing the procedure for measuring the degree of sensitization.
８…分割後のピーク（Ｉ）、９…分割後のピーク（I
I）、１０…分割後のピーク（III)、１１…分割後のピ
ーク（IV）。8 ... Peak after division (I), 9 ... Peak after division (I
I), 10 ... Peak (III) after division, 11 ... Peak (IV) after division.
Claims (7)
いて、粒界に捕捉されている水素の量に対するクロム炭
化物，欠陥，不純物または介在物に捕捉されている水素
の量の比率を求め、その比率から劣化度を求めることを
特徴とするステンレス鋼の劣化度評価方法。1. A method for evaluating the degree of deterioration of stainless steel, wherein the ratio of the amount of hydrogen trapped in chromium carbides, defects, impurities or inclusions to the amount of hydrogen trapped in grain boundaries is determined, A method of evaluating the degree of deterioration of stainless steel, characterized in that the degree of deterioration is obtained from the ratio.
界水素の量とクロム炭化物，欠陥，不純物、または介在
物に捕捉されている水素の量を求めるステンレス鋼の劣
化度評価方法。2. The method for evaluating the degree of deterioration of stainless steel according to claim 1, wherein the amount of grain boundary hydrogen and the amount of hydrogen trapped in chromium carbides, defects, impurities, or inclusions are obtained by the temperature programmed desorption method. .
いて、昇温脱離スペクトルを正規分布をもつ一つ以上の
ピークに分割し、脱離の活性化エネルギが１７５〜１８
５ｋＪ／mol であるピークの面積に対する、脱離の活性
化エネルギが７０〜１００ｋＪ／mol である一つ以上の
ピークの面積の比率から劣化度を求めることを特徴とす
るステンレス鋼の劣化度評価方法。3. A method for evaluating the degree of deterioration of stainless steel, wherein the thermal desorption spectrum is divided into one or more peaks having a normal distribution, and the desorption activation energy is 175 to 18
A method for evaluating the degree of deterioration of stainless steel, characterized in that the degree of deterioration is obtained from the ratio of the area of one or more peaks having an activation energy of desorption of 70 to 100 kJ / mol to the area of the peak of 5 kJ / mol. .
いて、昇温脱離スペクトルを正規分布をもつ一つ以上の
ピークに分割し、脱離の活性化エネルギが１７５〜１８
５ｋＪ／mol であるピークの面積に対する、脱離の活性
化エネルギが７０〜７５ｋＪ／mol であるピークの面積
の比率から劣化度を求めることを特徴とするステンレス
鋼の劣化度評価方法。4. A method of evaluating the degree of deterioration of stainless steel, wherein the thermal desorption spectrum is divided into one or more peaks having a normal distribution, and the activation energy of desorption is 175 to 18
A method for evaluating the degree of deterioration of stainless steel, wherein the degree of deterioration is obtained from the ratio of the area of the peak having an activation energy of desorption of 70 to 75 kJ / mol to the area of the peak of 5 kJ / mol.
後、昇温脱離スペクトルを測定するステンレス鋼の劣化
度評価方法。5. The method for evaluating the degree of deterioration of stainless steel according to claim 2, wherein hydrogen desorption spectrum is measured after hydrogen is injected into the sample.
が１７５〜１８５ｋＪ／mol であるピークの面積に対す
る、脱離の活性化エネルギが７０〜１００ｋＪ／mol で
ある一つ以上のピークの面積の比率が２０以上であれば
応力腐食割れ感受性が高いと判定するステンレス鋼の劣
化度評価方法。6. The area of one or more peaks having an activation energy of desorption of 70 to 100 kJ / mol with respect to the area of a peak of an activation energy of desorption of 175 to 185 kJ / mol. Is 20 or more, the deterioration evaluation method of the stainless steel is judged to have high stress corrosion cracking susceptibility.
正規分布をもつ一つ以上のピークに分割し、脱離の活性
化エネルギが１７５〜１８５ｋＪ／mol であるピークの
面積に対する、脱離の活性化エネルギが７０〜７５ｋＪ
／mol であるピークの面積の比率が５以上であれば応力
腐食割れ感受性が高いと判定するステンレス鋼の劣化度
評価方法。7. The thermal desorption spectrum according to claim 4, wherein the desorption spectrum is divided into one or more peaks having a normal distribution, and the desorption activation energy with respect to the area of the peak is 175 to 185 kJ / mol. Activation energy of 70 to 75 kJ
A method for evaluating the degree of deterioration of stainless steel, in which if the area ratio of peaks of / mol is 5 or more, the stress corrosion cracking susceptibility is high.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6243642A JPH08105883A (en) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | Method for evaluating degree of deterioration of stainless steel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6243642A JPH08105883A (en) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | Method for evaluating degree of deterioration of stainless steel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08105883A true JPH08105883A (en) | 1996-04-23 |
Family
ID=17106864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6243642A Pending JPH08105883A (en) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | Method for evaluating degree of deterioration of stainless steel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08105883A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021139819A (en) * | 2020-03-06 | 2021-09-16 | ジヤトコ株式会社 | Method of revealing old austenite grain boundaries of machine structure alloy steel |
| WO2022085080A1 (en) * | 2020-10-20 | 2022-04-28 | 日本電信電話株式会社 | Hydrogen content measuring method |
-
1994
- 1994-10-07 JP JP6243642A patent/JPH08105883A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021139819A (en) * | 2020-03-06 | 2021-09-16 | ジヤトコ株式会社 | Method of revealing old austenite grain boundaries of machine structure alloy steel |
| WO2022085080A1 (en) * | 2020-10-20 | 2022-04-28 | 日本電信電話株式会社 | Hydrogen content measuring method |
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