1998 Fiscal Year Annual Research Report
窒素を利用したステンレス鋼の溶接・接合及び表面改質部のミクロ組織制御
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08455328
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| Research Institution | TOHOKU UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
粉川 博之 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10133050)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 裕 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00292243)
佐藤 嘉洋 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (00170796)
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| Keywords | ステンレス鋼 / 溶接・接合 / 表面改質 / 窒素 / ミクロ組織 / 高温変態 / 機械的性質 / シグマ相 |
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| Research Abstract |
ステンレス鋼の溶接・接合及び表面改質過程における窒素の吸収及び放出挙動は、オーステナイト/フェライト相比や固溶及び窒化物析出を左右し、ミクロ組織及び諸性質に極めて大きな影響を与える。従って、同過程における窒素の挙動の制御が溶接・接合及び表面改質部の諸特性の改善に有効と考えれるが、その基礎的情報は少ない。そこで本研究は、窒素ガスを含む種々の溶接雰囲気下で各種ステンレス鋼の溶接・接合及びレーザ表面改質を行い、諸性質の変化を系統的に調べることによって、ミクロ組織を制御するための基礎的資料を得ることを目的としている。平成10年度は、窒素分圧を変化させた溶接雰囲気でアーク溶接を行い、高窒素高強度オーステナイト系ステンレス鋼溶接金属の機械的性質に及ぼす窒素の影響ならびに二相ステンレス鋼溶接金属の高温変態挙動に及ぼす窒素の影響を調べ、以下の結果を得た。
1) 核融合炉用超電導マグネット支持構造用候補材料である高窒素高強度オーステナイト系ステンレス鋼JJ1の溶接金属の低温靭性と窒素の関係を調べ、溶接雰囲気から窒素を添加することによって溶接金属の窒素量を制御し、機械的性質を改善することができることを示した。
2) 雰囲気中の窒素分圧を制御することによって二相ステンレス鋼溶接金属中のオーステナイト/フェライト相比を大きく変えることができた。また、窒素量の異なる溶接金属の高温変態挙動について調べ、フェライトのオーステナイトおよびシグマ相への変態に及ぼす窒素の影響を明らかにした。さらに、フェライト/オーステナイト界面でのシグマ析出が、界面構造に依存することを示し、界面制御によるシグマ脆化抑制の可能性を示唆した。
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[Publications] 佐藤 裕: "二相ステンレス鋼溶接金属のシグマ相析出に及ぼす窒素の影響" 溶接学会第152回溶接冶金研究委員会資料WM-1674-98. 152. 1-6 (1998)
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[Publications] Y.S.Sato: "Effect of Nitrogen on Sigma Transformation in Duplex Stainless Steel Weld Metal at High Temperatures" Proc.of 5th International Conference on Trands in Welding Research. 5(印刷中). (1998)
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[Publications] H.Kokawa: "Behaviour of Nitrogen in High Strength Stainless Steel JJ1 Weld Metal" Commission IX Document of Intern.Institute of Weld.IX-1908. 51. 1-10 (1998)
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[Publications] H.Matsunaga: "Effect of Nitrogen on Corrosion of Duplex Stainless Steel Weld Metal" Science and Technology of Welding and Joining. 3・5. 225-232 (1998)
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[Publications] Y.S.Sato: "Effect of Nitrogen on Sigma Transformation in Duplex Stainless Steel Weld Metal" Science and Technology of Welding and Joining. 4・1(印刷中). (1999)
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[Publications] Y.S.Sato: "Preferential Precipitation Site of Sigma Phase in Duplex Stainless Steel Weld Metal" Scripta Materialia. 40・1(印刷中). (1999)
