1995 Fiscal Year Annual Research Report
高温における複層(主に固体層/固液体井存層)試料の材料試験法開発の基礎研究
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06555219
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
江見 俊彦 東北大学, 素材工学研究所, 教授 (30250822)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤井 徹也 川崎製鉄(株), 鉄鋼プロセス研究部長
柴田 浩幸 東北大学, 素材工学研究所, 助手 (50250824)
佐藤 俊一 東北大学, 素材工学研究所, 助教授 (30162431)
鈴木 幹雄 東北大学, 素材工学研究所, 助教授 (10261471)
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| Keywords | 鋼 / 傾斜温度場 / 引張試験 / 曲げ試験 / 割れ限界歪み量 |
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| Research Abstract |
鉄鋼一貫製造プロセスの同期自動連続化を阻害している主な現象の一つは、連続鋳造のさいに亜包晶組成の中炭素鋼鋳片表面に発生するデプレッションと割れである。これらの欠陥の発生する原因は、高温で強度の低い初期凝固殻に、熱応力に加えて、中炭素鋼特有のδ/γ変態に伴う応力が働き、鋳片表面に複雑な変形を生じ鋳片/鋳型間に伝熱不均一をもたらすためと推定されている。本研究では、凝固初期の複層および温度勾配が存在する状態での凝固殻の応力・変形を測定する試験機の開発を実施した。所望の温度勾配の傾斜温度場を試料中に形成させるため試料の高温側に特殊形状の高周波コイル、低温側にガス冷却機構を備えた試験機を、引張り・曲げ両方のモードについて開発した。試験片寸法は、引張試験の場合:幅5、10、20mm×長さ110、140mm×厚さ10mm、曲げ試験の場合:10、20mm×長さ100mm×厚さ10mmである。温度勾配は試験片中央の厚さ方向に、長さ方向約8mmの領域に形成できる。形成できる最大の温度勾配は試験厚さが5mm、10mm、20mmの場合それぞれ14K/mm、20K/mm、28K/mmとなっている。本試験機を用いて以下の結果を得ている。
1.傾斜温度場引張試験(1)亜包晶組成の鋼では高温側を1773K、低温側を1523Kに保ち、試料厚さを変えて温度勾配を変化させると試料内における温度勾配が大きいほど強度が低い。(2)換算温度Trで強度を比較すると亜包晶組成の鋼の強度は極低炭素鋼、低炭素鋼に比べ大きい。(3)初期凝固殻の強度はTr≒0.02の時1〜3MPaである。ここで、Tr=(TH-TL)/TH、TH:試料の高温側温度、TL:試料の低温側温度である。
2.割れ限界歪量の測定(1)高温側に生じる割れの限界歪み量は、引張りモードでは0.5%、曲げモードでは1〜2%で、炭素濃度に依存しない。
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