큐슈대학과 큐슈공업대학의 연구그룹은 입방정 fcc(면심입방격자) 구조를 가지는 철강에 있어서 수소함량이 증가할수록 입방정 hcp(육방 최밀구조)상의 생성이 억제되는 것 을 세계에서 처음 발견했다.
철강의 강도와 기능성은 결정 구조에 따라 변하고, 결정 구조는 철에 첨가되는 원소의 종류나 양에 따라 달라진다.종래, 수소는 fcc→hcp 결정 구조 변화를 「촉진」하는 것이 정설이 되어 있었다.
그러나 본 연구에서는 수소를 포함한 강재의 거동 조사에서 수소가 fcc→hcp 결정 구조 변화를 「현저히 억제」하는 것을 발견.수소의 함유량을 조정한 시료를 냉각하면서 hcp 상분율을 측정한 결과, 시료 중의 수소량이 많을수록 hcp 상분율이 증가하지 않고, fcc-hcp 변태가 억제되어 있는 것을 알 수 있다. 라고 한다.이것은 세계에서 처음으로 관측된 현상이며, 지금까지의 상식을 깨는 것이다.
수소 함유량의 증가에 의해 fcc-hcp 변태가 억제된 원인에 대해서는, 인장 시험의 결과로부터 마찰 응력의 증대가 시사되었다.또 선행 연구의 이론 계산에서는 fcc상의 열역학적 안정화가 보고되고 있다고 하며, 이들이 주원인으로 여겨지고 있다.
수소는 차세대의 깨끗한 에너지원으로서 적극적인 이용이 검토되고 동시에 수소환경에 적합한 인프라의 정비도 진행되고 있다.그러나, 수소는 금속 재료를 취약(수소 취화)하는 성질이 있어 과제로 여겨져 왔다.
수소 취화에 영향을 주는 것으로 알려진 fcc-hcp 변태를 철강에 용해된 수소가 현저히 억제하는 것을 발견한 이 성과는 수소 취성 메카니즘 해명에 대해서도 새로운 지견을 줄 것으로 기대된다 한다.또한 수소 관련 시설에 사용되는 강재의 고품질화·고강도화를 위한 연구개발에 공헌할 것으로 기대된다.
