NaCl型複合炭窒化物の相平衡に関する熱力学的解析

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02402047
• Research Institution: TOHOKU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 西沢 泰二 東北大学, 工学部, 教授 (60005212)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大谷 博司 東北大学, 工学部, 助手 (70176923)
• Keywords: NaCl型炭化物 / NaCl型窒化物 / 複合炭窒化物 / 2相分離 / 状態図 / オーステナイト / マイクロアロイング鋼 / 相平衡

Research Abstract

本研究は、周期律IVa族(Ti,Zr,Hf)とVa族(V,Nb,Ta)から形成される複合炭窒化物の相平衡を熱力学的に解析することによって、炭・窒化物相互の平衡関係を精度よく計算、予測できるデータベース作成を最終目的としており、平成4年度においては次のような結果が得られた。
1.平成2、3年度に引続き、(Nb,V)(C,N),(Nb,Ti)(C,N),(V,Ti)(C,N)各系の複合炭窒化物を鉄基質中に析出させ、これを化学的に抽出分離、分析することによって、炭窒化物中での2相分離の平衡組成に関する実測データをさらに充実させた。
2.平成3年度に引続き、これまでその溶解度がきわめて小さいことから実験的に確立されていなかったオーステナイト中のTiNの固溶度を、固体拡散対法を用いて測定し実測データを充実させた。特に今年度は、試料作成時の酸素の混入を極力抑えるために、窒化物の固溶度に対する影響の少ない炭素を用いて脱酸するなど、これまでの実験であまり考慮されなかった点にも注意を払った。この結果を熱力学的に解析し、より高温域まで用いることのできるTiNの生成エネルギーを評価した。
3.これまでに得られた複合炭窒化物に関する平衡データや既存の実験データを熱力学的に解析し、各基本炭化物および窒化物の生成エネルギーや、これら化合物間の相互作用エネルギーをデータベース化した。
4.本研究で得られた解析結果をさらに実用に供するため、複合炭窒化物相互および固体鉄と炭窒化物間の平衡状態を計算するためのコンピュータプログラムを作成した。このプログラムは上記項目3.のデータベースに連動しており、これを用いることにより、いかなる温度や組成断面においても複合炭窒化物の鉄中での挙動を迅速かつ精密にシミュレートできるようになった。

Research Products

• [Publications] H.Ohtani: "Miscibility Gap in Transition-metal Carbonitride System." J.Alloys and Compounds.
• [Publications] H.Ohtani: "Calculation of Phase Equilibria between Austenite and Complex Carbonitrides in Microalloyed Steels." Metall.Trans.A,.