凍結融解環境が鉄鋼構造物の腐食疲労強度に及ぼす影響の解明

阐明冻融环境对钢结构腐蚀疲劳强度的影响

基本信息

批准号：
18H00289
负责人：
石塚和則
金额：
$ 0.3万
依托单位：
Kushiro National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18H00289/
关键词：
腐食疲労強度ステンレス鋼濃淡電池腐食

项目摘要

【研究の目的】北海道沿岸地域で鉄鋼構造物は, 塩害と凍害が複合した厳しい環境にさらされている. これまでの申請者による研究により, 凍結融解腐食環境における腐食促進が確認されてきた. これは, 凍結に伴う局所的な濃度上昇による濃淡電池腐食の影響によるものと考えられる. 近年, 大型観光バスにおいて重要部品が腐食する事例がみられ, 特に, 融雪剤を多く使う地域で腐食が著しいことが報告されている. これまでも腐食疲労強度に及ぼす温度の影響に関する報告がされてきたが, 凍結融解環境が及ぼす影響は明らかにされていない. 本研究では, 材料に繰り返し応力が作用することで材料が振幅運動する場合, 静止状態の供試体で生じる局部的濃度差に起因する濃淡電池腐食による腐食の促進が, どの程度影響を及ぼすかについて研究する. これにより凍結融解環境が腐食疲労強度に及ぼす影響の解明を目的とする.【実験方法】供試体には市販のSUS304(板厚0.5及び1.0mm)を用いた. 熱処理は, 溶接されたステンレス鋼を想定した鋭敏化熱処理を施す. また比較のため, 溶体化処理材を用意した. 疲労試験装置は片振りの曲げ応力を負荷するもので, ひずみ条件として, 全ひずみ振幅を1.1%, 2.5%, 4.8%の3条件とした. 腐食液はJISG0578で規定されている6%第二塩化鉄水溶液を用い, 腐食液の有無による腐食疲労強度の違いを比較した. 温度環境は+20℃恒温と北海道の冬季の温度を模した凍結融解環境として, 腐食液が完全凍結に至る直前の腐食液, すなわち固相と液相が混在する腐食液温度(-4℃)で, それぞれ実験を行った.【結論】繰り返し曲げ応力を加えた腐食疲労試験により, 次の結論が得られた. 1)静止した供試体では腐食液凍結に伴う局所的濃度の偏りによる腐食の促進がみられたが, 供試体に振幅を与えた場合, むしろ腐食が抑制された. 2)一方で腐食液の温度に比例して, 腐食が促進することが確認できた. 3)したがって凍結融解環境下での疲労強度低下は, すきま腐食の影響あるいは溶存酸素量の多い界面付近での腐食の影響などの別な要因によるものと考えられる. なお研究成果を次の3か所で発表した. 1)2018年9月6日, 秋田大学, 平成30年度機器分析技術研究会 2)2019年3月2日, 北見工業大学, 日本機械学会北海道学生会第48回学生員卒業研究発表講演会 3)2019年3月4, 木更津高専, 第10回高専技術教育研究発表会

[研究的目的]北海道沿海地区的钢结构暴露于结合盐损伤和冻结损害的严酷环境中。申请人先前的研究证实，冻融腐蚀环境中的腐蚀促进。这被认为是由于由于冻结而导致的局部浓度增加引起的腐蚀作用。近年来，重要的部分在大型旅游巴士中腐蚀了，据报道，在使用大量融雪剂的地区，腐蚀尤其明显。先前的报道已经关于温度对腐蚀疲劳强度的影响，但尚未澄清冻融环境的影响。在这项研究中，当材料通过反复对材料的压力移动振幅时，腐蚀在固定标本中发生的局部浓度差异引起的腐蚀引起的腐蚀的程度有效。这旨在阐明冻融环境对腐蚀疲劳强度的影响。 [实验方法]该试样由市售的SUS304（板厚度为0.5和1.0 mm）制成。使用基于焊接不锈钢的敏化热处理进行热处理。为了进行比较，准备了溶液处理材料。疲劳测试装置是在一个秋千上施加弯曲应力，将总应变振幅设置为三个条件：1.1％，2.5％和4.8％。腐蚀溶液为JISG0578中指定的6％氯化铁水溶液，根据存在或不存在腐蚀溶液，比较了腐蚀疲劳强度的差异。温度环境为 +20°C的恒温和模拟北海道温度的冻融环境，并且在腐蚀溶液达到完全冷冻之前的腐蚀溶液。换句话说，在混合固体和液相的腐蚀液体（-4°C）的温度下进行了实验。 [结论]以下结论是通过腐蚀疲劳测试获得的，这些结论反复使用弯曲应力应用。 1）由于与腐蚀液体冻结相关的局部浓度偏置，在静态样品中促进了腐蚀疲劳试验，但是当样品振幅时，抑制了腐蚀。 2）另一方面，证实腐蚀是按腐蚀液体温度成比例的。 3）因此，人们认为，冻融环境中疲劳强度的降低是由于其他因素，例如间隙腐蚀的作用或在界面附近与大量溶解氧气的腐蚀作用。研究结果在以下三个地方列出。 1）2018年9月6日，秋田大学，2018年仪器分析技术研究小组2018 2）2019年3月2日，日本机械工程师学会基塔米技术学院北海道学生协会48届学生研究生研究演讲讲座3）2019年3月4日，Kisarazu National College，National of National of Technology，10th National Interniction Readivation Reseady Reseady Researchation Researchation Researchation Researchation Researchation Researchation Researchation Researchation Researltation Researchation Researchation Researchation Researchation Researchation Researchation Research Research介绍