(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酢酸と酢酸ナトリウムからなる酢酸緩衝溶液とチオシアン酸アンモニウムを含む、鋼材に対する水素脆化試験溶液において、
前記溶液中のチオシアン酸アンモニウム濃度が０．１〜１．４ｍｏｌ／Ｌの範囲で、酢酸濃度が０．０６〜０．８ｍｏｌ／Ｌの範囲であり、かつ試験前の前記溶液ｐＨが４．０〜５．０の範囲であることを特徴とする鋼材に対する水素脆化試験溶液。
【請求項２】
請求項１に記載の鋼材に対する水素脆化試験溶液に、温度３０℃〜５５℃の条件で、かつ試験中の温度変化を設定温度に対して±２℃以内に保持して試験材を浸漬し、試験材中の水素濃度を高めることを特徴とする水素チャージ方法。
【請求項３】
試験材に水素をチャージする際、試験容器内の気相部を脱気し、酸素を低減させた状態で試験材を浸漬することを特徴とする請求項２に記載の水素チャージ方法。
【請求項４】
請求項２または３に記載の水素チャージ方法で、加工した試験材あるいは応力を負荷した状態の試験材に水素をチャージし、試験材の破断時間または割れの発生状態で水素脆化特性を評価することを特徴とする水素脆化試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高強度の鋼材に対して簡便に、既存の普及している水素脆化評価試験と同じ促進機構で高い鋼中水素濃度を可能にすることができる水素脆化試験溶液、それを用いた水素チャージ方法及び水素脆化試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電柱に使用されるコンクリート柱のようなプレストレスト構造物の内部鉄筋には、ＰＣ鋼材に代表される高強度鋼材が使用される。また、電力設備の保守保全を行うための高所作業車などは、偽装による重量化を避けるため、高強度鋼板を用いて軽量化し燃料費などの負荷を軽減することが求められている。
【０００３】
高強度鋼材を使用する時は、一般に水素脆化による鋼材損傷が懸念されることから、鋼材に溶液中で水素を促進添加する水素チャージや水素脆化試験が行われてきた。現状、鋼材に高濃度の水素を添加できる手法として、亜ヒ酸などの触媒毒を用いた電解チャージ方法や、チオシアン酸アンモニウムを用いた溶液中での浸漬法の使用が報告されている（非特許文献１、非特許文献２）。亜ヒ酸などを用いた電解チャージ方法は、高濃度の水素鋼材に添加できる反面、触媒毒は安全面で取扱いの難しい薬品であり、汎用的には使用されていない。最も普及している方法がチオシアン酸アンモニウムを用いた溶液中での水素脆化試験であり、浸漬法としては高濃度の水素を鋼材に添加できることが報告されている（非特許文献３）。
【０００４】
上記の浸漬試験では、５０℃のチオシアン酸アンモニウム（ＮＨ４ＳＣＮ）２０ｍａｓｓ％（２．７ｍｏｌ／Ｌ）水溶液中にＰＣ鋼材を浸漬し、水素を吸収して金属材料が脆化される現象（脆化特性）を測定する。チオシアン酸アンモニウムを用いた非特許文献１の浸漬試験では、鋼中水素量は２４ｈ程度で最大となり、その後、緩やかに低下することが報告されている。また、溶液ｐＨは短時間でｐＨ６．５程度になり２００ｈの試験期間中は安定していることが報告されている。
【０００５】
チオシアン酸アンモニウムによる水素添加の作用については、アンモニウムイオンの緩衝作用によるｐＨの安定、及びチオシアン酸イオンの分解反応による水素侵入作用が報告されており、チオシアン酸アンモニウムは、ｐＨの上昇を抑制し、安定とチオシアン酸イオン（ＳＣＮ−）の分解反応による水素チャージ機能を兼ね備えた試薬であることが報告されている（非特許文献３）。
【０００６】
また、高濃度の水素をチャージする方法として、ｐＨ３．０以上の緩衝液と水素チャージ用触媒を併用した溶液に材料を浸漬する方法が開示されている（特許文献１）。高いｐＨで鋼材の腐食を抑制し、水素チャージ用触媒を用いて水素を大量に添加する方法である。緩衝液として、酢酸系、リン酸系、クエン酸系、酒石酸系、ほう酸系が開示され、水素チャージ用触媒として、チオシアン酸アンモニウム、チオ尿素、亜ヒ酸などが開示されている。
【０００７】
更に非特許文献４では、試験済のチオシアン酸アンモニウム溶液（ｐＨ６．５）を再使用して、試験材の皮膜を除去した状態で鋼材に２４ｈの水素チャージを行ったところ、水素濃度は新溶液を用いた場合の鋼中水素濃度の９０％程度まで上昇し、試験材の腐食皮膜が効率的な水素チャージを阻害することが示されている。更に非特許文献５では、腐食皮膜の生成が溶液ｐＨの上昇により加速することが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−２２３９４５号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】ＪＳＣＥ  Ｓ  １２０１：２０１２  「２０％チオシアン酸アンモニウム溶液中でのＰＣ鋼材の水素脆化試験方法」（社団法人  腐食防食協会）
【非特許文献２】「水素脆化の基盤構築研究の進展と今後の展望」研究会成果報告−４，日本鉄鋼協会，p.35-37 (2013).
【非特許文献３】M.Ichiba, Y.Niidome, S.Nakamura and J.Sakai, Proc. 56th Jpn. Conf. Materials and Environments, p.387-390, JSCE (2009).
【非特許文献４】T.Doshida, K.Takai, and M.Ichiba, “Hydrogen Absorption Behavior of Steel Bar for Prestressed Concrete in a Solution of Ammonium Thiocyanate.”, Zairyo-to-Kankyo, 61, p.249 (2012).
【非特許文献５】M.Ichiba, K.Abe and J.Sakai, Zairyo-to-Kankyo, 64, 244 (2015).
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、本発明者が、非特許文献１の試験済のチオシアン酸アンモニウム溶液（ｐＨ６．５）を再使用して、非特許文献１の条件で鋼材に２４ｈの水素チャージを行ったところ、鋼中水素濃度は３ｐｐｍ程度まで上昇した。非特許文献１の方法で、ＰＣ鋼材の水素脆化評価試験を実施したところ破断時間は１２０時間であった。
【００１１】
特許文献１の方法でも、鋼中水素濃度は、陰極チャージ試験（水素電解チャージ）で最大１．８ｐｐｍ、浸漬試験で最大２．５ｐｐｍである。古くからある非特許文献１の方法の３ｐｐｍ程度の濃度の水素を鋼材に添加することも難しい。非特許文献２においても、チオシアン酸アンモニウムを添加した溶液中での水素電解チャージ、及び非特許文献１の２０ｍａｓｓ％チオシアン酸アンモニウムへの単純浸漬が、既存の方法で最も効率よく高い鋼中水素濃度を実現する方法とされており、チオシアン酸アンモニウムよりも高濃度の鋼中水素濃度を得ることが、如何に難しいことであるかわかった。
【００１２】
以上の課題を解決するために、本発明は、チオシアン酸アンモニウムを用いた方法の鋼中水素濃度を超える、より高濃度の水素を鋼材に短時間で添加することが可能で、簡便に既存の普及しているチオシアン酸アンモニウムを用いた水素脆化評価試験と同じ促進機構で水素を添加することができる水素脆化試験溶液、それを用いた水素チャージ方法及び水素脆化試験方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者は、高濃度の水素を添加するためにチオシアン酸アンモニウム以外の溶液を用いる方法も検討したが、溶液種が変わると水素吸蔵の機構自体も変わる可能性があり、広く普及しているチオシアン酸アンモニウムを用いた非特許文献１に記載の試験で蓄積されてきた知見と比較ができない可能性がある。そこで、チオシアン酸アンモニウム溶液を用いて反応を促進させることを検討し、本発明に到達した。すなわち、本発明は以下の通りである。
【００１４】
（１）酢酸と酢酸ナトリウムからなる酢酸緩衝溶液とチオシアン酸アンモニウムを含む、鋼材に対する水素脆化試験溶液において、
前記溶液中のチオシアン酸アンモニウム濃度が０．１〜１．４ｍｏｌ／Ｌの範囲で、酢酸濃度が０．０６〜０．８ｍｏｌ／Ｌの範囲であり、かつ試験前の前記溶液ｐＨが４．０〜５．０の範囲であることを特徴とする鋼材に対する水素脆化試験溶液。
（２）前記（１）に記載の鋼材に対する水素脆化試験溶液に、温度３０℃〜５５℃の条件で、かつ試験中の温度変化を設定温度に対して２℃以内に保持して試験材を浸漬し、試験材中の水素濃度を高めることを特徴とする水素チャージ方法。
（３）試験材に水素をチャージする際、試験容器内の気相部を脱気し、酸素を低減させた状態で試験材を浸漬することを特徴とする前記（２）に記載の水素チャージ方法。
（４）前記（２）または（３）に記載の水素チャージ方法で、加工した試験材あるいは応力を負荷した状態の試験材に水素をチャージし、試験材の破断時間または割れの発生状態で水素脆化特性を評価することを特徴とする水素脆化試験方法。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の水素脆化試験溶液およびそれを用いた水素チャージ方法によれば、簡便な浸漬法でありながら、従来の浸漬法と同一の腐食反応機構で高濃度の鋼中水素濃度を可能としたことにより、短時間で、効率的に、これまで蓄積した知見とある程度相対比較可能な水素脆化試験を行うことができる。
本発明の水素脆化試験方法によれば、定荷重や定歪速度を付与する機械試験に供した試験材あるいは加工などの応力を付与した試験材に適用することにより、従来よりも高濃度の鋼中水素濃度を実現できるので、効率的に、従来相対比較が難しかった耐水素脆化特性の優れた鋼材の水素脆化評価試験を行うことができる。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係る鋼材に対する水素脆化試験溶液は、酢酸と酢酸ナトリウムからなる酢酸緩衝溶液とチオシアン酸アンモニウムとを含み、前記溶液中のチオシアン酸アンモニウム濃度と酢酸濃度が所定の濃度範囲内にあり、かつ試験前の溶液ｐＨが４．０〜５．０の範囲であることを特徴とする。
【００１７】
従来から良く知られている、５０℃の２．７ｍｏｌ／Ｌのチオシアン酸アンモニウム水溶液は、チオシアン酸イオン濃度を低下させると、２４時間浸漬後の鋼中水素濃度も低下する。このことは、従来から水素吸蔵に深く関与するチオシアン酸イオンの供給律速により、腐食反応が低下し鋼中水素濃度が低下したものと考えられていた。ところが、本発明者は、２４時間浸漬後に鋼中水素濃度が低下した０．２７ｍｏｌ／Ｌのチオシアン酸アンモニウム溶液に、１ｍｏｌ／Ｌの酢酸を少量添加したところ、チオシアン酸イオンの濃度が低いままであるにもかかわらず、鋼中水素濃度が増加することを知得した。このことより、チオシアン酸アンモニウム溶液中に鋼材を浸漬して水素がチャージされるのは、アンモニウムイオンの寄与が大きいのではないかと考えるに至った。
【００１８】
酢酸は溶液中で解離して水素イオンを放出することから、アンモニウムイオンは、酢酸と同様、チオシアン酸イオンが関与する反応へ水素イオンを供給する作用をすることが考えられる。既存の知見にはこのようなメカニズムは開示されていないが、緩衝溶液を用いた特許文献１の結果やチオシアン酸アンモニウムの緩衝機能を示唆した非特許文献１〜２は、本メカニズムで理解することができる。チオシアン酸アンモニウムに酢酸を加えた溶液は、既存の普及しているチオシアン酸アンモニウムを用いた水素脆化評価試験と同じ腐食機構で鋼材に水素を添加することができる。
【００１９】
酢酸は、腐食反応に伴い水素イオンを供給し、該水素イオンが消費されることから一定量以上の添加が必要である。実験によれば、安定して試験期間中反応を継続させるためには、少なくとも０．０６ｍｏｌ／Ｌ以上必要である。酢酸添加量が０．０６ｍｏｌ／Ｌ未満の場合は、チオシアン酸イオンが関与する反応による水素イオンの消費により短時間で溶液ｐＨが上昇し、腐食皮膜が生成して鋼中水素濃度の上昇を抑制することとなるため好ましくない。一方、非特許文献１に記載の２００時間の試験を行う場合でも、０．８ｍｏｌ／Ｌの酢酸では、チオシアン酸イオンが関与する反応による水素イオンの消費に伴う溶液ｐＨの上昇を抑制する効果が飽和しており、かつ試験溶液からの酢酸の刺激臭が強くなるため０．８ｍｏｌ／Ｌを超える酢酸の添加は好ましくない。酢酸添加量は、より好ましくは０．０６〜０．６ｍｏｌ／Ｌ、特に好ましくは０．１〜０．３ｍｏｌ／Ｌである。
【００２０】
また、非特許文献１に記載の既存の普及している試験法のチオシアン酸アンモニウム濃度２０ｍａｓｓ％（２．７ｍｏｌ／Ｌ）は、反応への水素イオンの供給律速でアンモニウムイオンの必要量から制約されていたことが上述の結果から明らかにされた。このため、チオシアン酸イオンは、反応を阻害しない必要最小限の量に低減できることになる。検討の結果、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上のチオシアン酸アンモニウム濃度でも、非特許文献１に記載の方法よりも高い鋼中水素濃度が得られることを確認できた。
チオシアン酸アンモニウム濃度が０．１ｍｏｌ／Ｌ未満の場合は、鋼材腐食によるチオシアン酸イオンの消費によりチオシアン酸イオンの濃度が低下し、チオシアン酸イオンの関与する反応速度が低下して鋼中への水素の侵入速度が試験期間中に低下することとなるため好ましくない。一方、１．４ｍｏｌ／Ｌを超えるチオシアン酸アンモニウム濃度では、試験期間中の鋼材腐食によるチオシアン酸イオンの消費に対して過剰のチオシアン酸イオンが存在しており、チオシアン酸イオンの関与する反応速度の維持に対する効果が飽和しており、また、過剰のチオシアン酸アンモニウムの添加は経済面で好ましくない。チオシアン酸アンモニウム濃度を０．１〜１．４ｍｏｌ／Ｌの範囲とすることで、従来法より低いチオシアン酸イオン濃度でありながら、高い鋼中水素濃度が得られるため、より経済性に優れた水素脆化試験溶液を提供できる利点がある。チオシアン酸アンモニウム濃度は、より好ましくは０．１〜１．３ｍｏｌ／Ｌ、特に好ましくは０．２〜１．０ｍｏｌ／Ｌである。
【００２１】
従来の知見から鋼中水素濃度を高めるためには腐食皮膜の生成を抑制し、溶液ｐＨの上昇を抑制する必要があるものと考えられる。このため、酢酸に対して緩衝作用を有する酢酸ナトリウムを添加した結果、ｐＨが５．０を超えると鋼中水素濃度が低下することから、ｐＨは５．０以下が好ましいことが判明した。酢酸と酢酸ナトリウムからなる酢酸緩衝溶液は、水素脆化試験溶液のｐＨシフトを防止する。具体的には、酢酸と酢酸ナトリウムの比率が１：０．２５〜１からなる、濃度が０．１２〜０．７５ｍｏｌ／Ｌの酢酸緩衝溶液として酢酸を添加することにより、緩衝液のｐＨが酢酸のｐＫａ付近の約４．８になりやすく、緩衝作用を最大限に利用することができる。
【００２２】
またチオシアン酸アンモニウムは、ｐＨが低下すると分解する可能性があることから、ｐＨの下限値としては、非特許文献１で２０ｍａｓｓ％チオシアン酸アンモニウム溶液の調製後のｐＨの測定実績に基づき、ｐＨ４．０とするのが好ましいことも判明した。このように試験前の溶液ｐＨが４．０〜５．０の範囲に調整されていれば、試験中の試験溶液ｐＨを安定的に保持し試験期間中のｐＨ変動を少なくすることで、チオシアン酸アンモニウムの分解（アンモニアの生成）を抑制でき、かつ鋼中水素濃度の低下を抑制し、鋼中水素濃度が高い水素脆化試験溶液を提供できる。
【００２３】
また、チオシアン酸アンモニウムに酢酸を添加して水素吸蔵を支配する腐食反応を継続させる場合、腐食反応の継続に必要な水素イオンの供給は温度の影響を受ける。従って、再現性のある試験を行うためには試験溶液を一定温度に保持する必要がある。更に、酢酸を添加した溶液環境においても腐食反応が大きく促進されると腐食皮膜を形成して鋼中水素濃度が低下する。溶液温度が３０℃未満では腐食反応が促進されず鋼中水素濃度の上昇が遅く、また、５５℃を超えると腐食反応が促進されｐＨ４．０〜５．０の領域でも腐食皮膜が生成され経時に伴い鋼中水素濃度が大きく低下する。試験中の温度変動は、試験を開始して温度が安定した状態において設定温度から２℃を超える温度変動があると試験結果への影響が顕在化する。
【００２４】
本発明に係る水素脆化試験溶液での浸漬試験による水素チャージにおいて、試験雰囲気中の酸素の有無は、鋼中水素濃度には殆ど影響を与えないものの、試験材の腐食減量には影響する。試験材の腐食損傷を抑制する必要がある場合は、窒素やアルゴンガスで脱気した雰囲気で行うことが望ましい。溶液中の溶存酸素は腐食反応で消費されるため、脱気した試験期間中の脱気は少なくとも気相部分で行うことが好ましい。溶存酸素濃度として、大気開放状態の１／１０以下に保持することが好ましく、例えば液温２０℃の場合、約０．８ｐｐｍ以下にすることが好ましい。
【００２５】
本発明に係る水素脆化試験溶液を用いて、非特許文献１に記載された方法でＰＣ鋼材の水素脆化評価試験を実施して得られた破断時間を、広く普及している２０ｍａｓｓ％チオシアン酸アンモニウム溶液を用いて得られた破断時間と比較した。その結果、汎用的な焼入れ焼き戻し鋼材で、破断時間が約４０％短縮される効果を確認した。なお、水素チャージしたＰＣ鋼材の水素脆化特性の評価は、試験材の割れの発生状態でも評価することできる。
【００２６】
本発明に係る水素脆化試験溶液では、広く普及しているチオシアン酸アンモニウムを用いた非特許文献１に記載の試験で蓄積されてきた知見と、相対比較を行うために、チオシアン酸アンモニウム溶液を用いて同一の腐食反応を促進させている。
水素吸蔵を支配する反応は、非特許文献２に示されるように、チオシアン酸イオンの関与する反応である。従って、腐食生成物や水素イオンの供給に影響しないナトリウムやカリウムを含む、チオシアン酸ナトリウムやチオシアン酸カリウムをチオシアン酸アンモニウムと一緒に添加しても、鋼中水素濃度を高める効果に影響しない。この場合、チオシアン酸ナトリウムやチオシアン酸カリウムの添加量を、チオシアン酸アンモニウムの等量以下にすることが好ましい。
【００２７】
試験対象とする鋼材形状や試験目的によっては、鋼材の腐食による表面変形を抑制するため試験中の腐食を抑制する必要がある。ｐＨ４．２に制御した溶液系で空気解放と窒素脱気の条件で試験を行った結果によれば、溶存酸素による腐食反応が、全体の腐食反応量の５０％程度である。鋼中水素濃度は、ほぼ同じであった。水素侵入を促進するにはチオシアン酸アンモニウムによる腐食反応は必須であり、コストが掛かるものの窒素やアルゴンで脱気した条件で試験を行えば、鋼中水素濃度を低下させずに試験溶液中での腐食による試験材の損傷を低減することができる。溶液中の溶存酸素は腐食反応で消費されることから、溶液の気相部分の酸素濃度を脱気により低減させることが好ましい。
【００２８】
本発明の水素チャージ方法あるいは水素脆化試験方法により、２．７ｍｏｌ／Ｌのチオシアン酸ナトリウムを酢酸緩衝溶液でｐＨ４．２に制御した溶液系で、鋼材面積に対する試験液量１０ｍｌ／ｃｍ２、窒素脱気、非特許文献１と同温度の５０℃、２４ｈの浸漬試験で、４．２ｐｐｍという高い鋼中水素量を確認した。この濃度は、非特許文献２や特許文献１に報告されている鋼中水素濃度である約３ｐｐｍよりも高い濃度である。
【００２９】
水素チャージを行う試験材としては、水素脆化感受性を有する高強度の鋼材で、高強度のＰＣ鋼材、高強度薄板、低合金鋼材、ステンレス鋼材等が挙げられる。試験材の形態は、特別な制限はなく、例えば、試験片、鋼材、それらより製造された成型部品など、いずれの形態でもよい。部品の場合は、大型で複雑な形状の成形品でもよい。
【実施例】
【００３０】
以下、本発明を実施例および比較例を用いて具体的に説明するが、本発明は以下の実施例にのみ限定されるものではない。
【００３１】
（実施例１）
水素脆化試験溶液として、表１に示す組成の溶液を調製し、溶液のｐＨを測定した。
水素脆化試験溶液の試験材表面積当りの比液量（ｍｌ／ｃｍ２）は２０ｍｌ／ｃｍ２、試験温度は５０℃とした。
試験材は、ＪＩＳ  Ｇ  ３１３７：２００８（細径異形ＰＣ鋼棒）Ｄ種１号に相当する直径７．１ｍｍ、引張り強さ１４５５ＭＰａのマルテンサイト組織を有するＰＣ鋼棒を用いた。浸漬試験および水素侵入量の評価に供した試験材は、試験前に外周をエメリー＃４００研磨を施しアセトンで脱脂し、重量測定を行った。
鋼中水素量の測定は、浸漬後の試験材を溶液から取り出し、腐食生成物を機械的に除去し、アセトン洗浄後ただちに実施し、水素分析は昇温脱離分析法で行った。Ａｒ中に５０ｖｏｌｐｐｍの水素を含んだ標準ガスでキャリブレーションしたガストロマトグラフを検出系とし、室温から３００℃まで１００℃ｈ−１で昇温し、５ｍｉｎに１回の間隔で放出される水素をサンプリングした。積算水素量から、鋼中水素濃度を求めた。
【００３２】
水素脆化試験溶液の評価は、下記Ａ〜Ｃの方法にて実施した。表１に、２４時間後および２００時間後の試験溶液のｐＨ、および評価結果をあわせて示す。
【００３３】
［評価Ａ：溶液調製時の溶液ｐＨの評価］
チオシアン酸アンモニウム溶液は、低ｐＨで分解して有害なガスを発生する可能性があることから、溶液調製時の溶液ｐＨを室温で測定した。
実績のある溶液ｐＨ４以上を「○」、ｐＨ４未満を「×」と評価した。
【００３４】
［評価Ｂ：浸漬試験時の水素侵入量の評価］
既存の浸漬試験方法で高い水素濃度が報告されている非特許文献１の水素脆化評価試験を基準として、水素侵入の効率性を評価し、２４ｈ浸漬後の鋼中水素濃度を測定した。
非特許文献１のチオシアン酸アンモニウム溶液に比較して、鋼中水素濃度が同等もしくは高くなる溶液組成を効率的な水素侵入条件として「○」、鋼中水素濃度が低くなる溶液組成を優位性無しとして「×」と評価した。
【００３５】
［評価Ｃ：浸漬試験時の溶液ｐＨ安定性］
試験溶液のｐＨ安定性は、５０℃で２００ｈ浸漬した際の試験溶液ｐＨを、溶液調製時と２４ｈ浸漬時の試験溶液ｐＨと比較し、変動が＋０．３以内に収まっており、かつ２００ｈ浸漬後のｐＨの上昇が溶液調製時のｐＨに比較して＋１．０以内に留まっているものを良好として「○」、範囲を外れているものを不可として「×」と評価した。
【００３６】
表１より、チオシアン酸アンモニウム濃度が０．１ｍｏｌ／Ｌ未満の場合（比較例１−２）は、浸漬試験時の鋼中水素侵入量が低下し、５０℃で２００ｈ浸漬後の試験溶液のｐＨが溶液調製時のｐＨに比較して１．０を超えていた。一方、濃度を０．１ｍｏｌ／Ｌ以上にした場合（本発明例１−４）は、浸漬試験時の鋼中水素侵入量が増加し、２００ｈ浸漬後も試験溶液のｐＨが安定していた。また、チオシアン酸アンモニウム濃度が１．４ｍｏｌ／Ｌを超える場合（比較例１−５）は、評価Ａ〜Ｃにおいて良好な結果を得ることができたが、溶液ｐＨを４．０〜５．０に保持するために酢酸と酢酸ナトリウムの添加量を増やす必要があり、経済面及び酢酸臭による作業環境面での悪化が懸念された。また、チオシアン酸アンモニウム濃度が０．１〜１．４ｍｏｌ／Ｌの範囲にある場合（実施例１−１〜１−９）は、評価Ａ〜Ｃにおいて良好な結果を得ることができた。
表１より、チオシアン酸アンモニウム濃度が所定範囲内であっても、溶液中の酢酸濃度が０．０６ｍｏｌ／Ｌ未満の場合（比較例１−４）は、５０℃で２００ｈ浸漬後の試験溶液のｐＨが溶液調製時のｐＨに比較して１．０を超えていた。
溶液ｐＨが４．０〜５．０の範囲に保持されていない場合（比較例１−１、１−３）は、浸漬試験時の鋼中水素侵入量が低下し、ｐＨも不安定であった。
【００３７】
【表１】
0006575927.tif 000002
【００３８】
（実施例２）
水素脆化試験溶液として、酢酸０．３ｍｏｌ／Ｌ、酢酸ナトリウム０．１５ｍｏｌ／Ｌ、チオシアン酸アンモニウム１．０ｍｏｌ／Ｌの溶液を調製した。溶液の調製時ｐＨは４．４であった。水素脆化試験溶液の試験材表面積当りの比液量は２０ｍｌ／ｃｍ２とした。
試験材、試験材の前処理、浸漬試験の手順および鋼中水素濃度測定手順は、実施例１と同じである。浸漬時間はいずれも２４時間として浸漬後の鋼中水素濃度を測定した。評価結果を表２に示す。
【００３９】
浸漬試験中の温度制御は以下の５水準とした。
(1)制御温度を３０℃狙いで２８〜３２℃とした水準（本発明例２−１）
(2)制御温度を５０℃狙いで４８〜５２℃とした水準（本発明例２−２）
(3)制御温度を５０℃狙いで４５〜５５℃とした水準（比較例２−１）
(4)温度制御を行わず室温で放置した水準（比較例２−２）
(5)制御温度を６５℃狙いで６３〜６７℃とした水準（比較例２−３）
【００４０】
［評価Ｄ：浸漬試験後の鋼中水素濃度の評価］
２回の試験を行い、試験後の鋼中水素濃度の差異が、０．５ｍａｓｓｐｐｍ未満を「○」、０．５ｍａｓｓｐｐｍ以上を「×」とした。
【００４１】
表２より、保持する溶液温度によって鋼中水素濃度が変化することがわかる。温度を制御しない比較例２−２では、鋼中水素濃度のばらつきが大きい。溶液温度を狙い温度に対して±２℃以内に制御した実施例に対して、±５℃以内に制御した比較例２−１では鋼中水素濃度のばらつきが大きいことがわかる。従って、温度制御は狙い温度に対して±２℃以内にすることが必要である。また、温度制御は狙い温度に対して±２℃以内としても、溶液温度が５５℃を超えた比較例２−３では鋼中水素濃度は低下した。
【００４２】
【表２】
0006575927.tif 000003
【００４３】
（実施例３）
水素脆化試験溶液として、酢酸０．１２ｍｏｌ／Ｌ、酢酸ナトリウム０．０８ｍｏｌ／Ｌ、チオシアン酸アンモニウム１．３０ｍｏｌ／Ｌの溶液を調製した。溶液のｐＨは４．６であった。水素脆化試験溶液の試験材表面積当りの比液量は２０ｍｌ／ｃｍ２とした。
試験材、試験材の前処理手順は、実施例１と同じである。浸漬時間はいずれも１９６時間として、浸漬後に試験材を水洗乾燥し、ＪＩＳ  Ｚ  ２３７１：２０００（塩水噴霧試験方法）に準拠して除錆処理を施し、試験前との重量差から腐食減量を算出した。
また、同条件で同時に浸漬した試験材を用いて鋼中水素濃度も測定した。鋼中水素濃度測定手順は、実施例１と同じである。
浸漬試験の手順は実施例１と同じであるが、試験中の雰囲気制御を以下の２水準とした。
(1)非特許文献１と同様の準密閉とした空気雰囲気（本発明例）
(2)気相部を窒素雰囲気とした脱気雰囲気（本発明例）
【００４４】
表３より本発明範囲での浸漬試験において、脱気によって腐食は抑制されるが、鋼中水素濃度への影響は小さいことがわかる。
【００４５】
【表３】
0006575927.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の水素脆化試験溶液、それを用いた水素チャージ法および水素脆化試験方法は、従来法に比べて高い鋼中水素濃度を得ることが可能であり、従来法と同様にチオシアン酸アンモニウムを用いることから既存の従来法による知見と相対的な比較が可能であり、近年開発されている耐水素脆化特性に優れた高強度鋼の評価への適用や従来に比較した試験時間の短縮など、現行の高強度鋼の水素脆化評価試験方法に適用可能である。