| Project/Area Number |
21K18804
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 26:Materials engineering and related fields
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
Muto Izumi 東北大学, 工学研究科, 教授 (20400278)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菅原 優 東北大学, 工学研究科, 准教授 (40599057)
西本 昌史 東北大学, 工学研究科, 助教 (20880967)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
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| Keywords | 耐孔食性 / 腐食 / ステンレス鋼 / アルミニウム合金 / スマートアロイ / 耐食性 / マイクロ電気化学 / 腐食防食 / 耐食合金 / 非平衡組織 / Mo |
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| Outline of Research at the Start |
ステンレス鋼とAl合金に対し、防食元素であるMoやNなどを「固溶」ではなく「第二相化」した新しい省資源・高耐食合金「スマートアロイ」を開発する。MoやNは腐食により、イオンになり溶液の腐食性を低下させ、耐食性向上に寄与している。しかし、MoやNを均一に固溶させた場合、防食作用が現れる時には、合金は大きく侵食されている。このため、高耐食化には多量の合金元素の添加が不可欠である。耐海水鋼では6%のMoと0.2%のNが必須であるが、あまりにも高価である。このように、「固溶による高耐食化」は、工学的には限界に達している。本研究は、この壁を突破する新しい高耐食化原理導出への挑戦である。
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| Outline of Final Research Achievements |
Resource-saving and highly corrosion resistant alloys (smart alloys) have been developed in this study. The newly developed smart alloys improved local corrosion resistance by utilizing a second phase. For Type 304L stainless steel, Mo was used to form the second phase, and two different steels were developed: insoluble Mo-enriched phase or soluble Mo-enriched phase. For AA7075 aluminum alloy, Mn was used to form the second phase, and it was found that the corrosion resistance is improved by the Mn-rich phase.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
Moは腐食部で、可溶性のイオンになり溶液の腐食性を低下させることで、耐食性向上に寄与していることは知られていた。しかし、Moを母相に均一に固溶させた際には、防食作用が現れる時には、すでに合金は大きく腐食している。このため、「高耐食化＝高合金化」とされてきた。しかし、本研究は、Moを第二相に濃縮させることでも、防食効果が発揮することを見出した世界初の研究成果であり、今までの「固溶・高合金化による高耐食化」に対するパラダイム転換であり、耐食合金設計に大転換をもたらす可能性を秘めている。Al合金のMn濃化相に関しても、積層造形材など、粉末を出発材料とする工業製品の高耐食化への応用が期待される。
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