炭化物分散浸炭(CDC)法による超微細粒高硬度鋼の試作

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08555160
• Research Institution: TOHOKU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 貝沼 亮介 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20202004)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小高根 正昭 日本高周波鋼業(株), 技術開発部, 開発部長(研究職) ; 町田 正弘 神戸製鋼(株), 赤石工場生産技術室, 技術室長(研究職) ; 大沼 郁雄 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (20250714) ; 大谷 博司 東北大学, 学際科学研究センター, 助教授 (70176923) ; 石田 清仁 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20151368)
• Keywords: 浸炭 / 鉄鋼材料 / Fe-V-Mo-C系 / 計算状態図 / CDC法 / 耐磨耗材料 / 高速度鋼

Research Abstract

Ti,V,Mo,W等の炭化物形成元素を有する鋼を浸炭、焼入れして、MC型やM_6C型の硬質炭化物を析出させるCDC法は、多量の炭化物を非常に微細にかつ均一に析出させる事によって表面硬度を上昇させ、耐磨耗性の向上を図ることができ、新しい高速度鋼作製プロセスとして期待されている。
本研究ではこの方法により、鉄鋼材料としての硬さの壁であるビッカース硬さ1000以上の極めて硬い材料を得るための組織制御とその製造プロセスの確立を目的とした研究を行い、以下のような結果を得た。
(1)昨年に引き続き、Fe-V-Mo-C系の浸炭過程での組織変化(析出相の結晶構造、体積分率、組成等について)をシミュレートし、その結果を用いて様々な組成を有するFe-V-Mo-C系合金を溶解・作製し、平衡化熱処理を行い、炭化物の体積分率、サイズ、形状、分布状態や基地相の炭素濃度を測定した。その結果、MoとVの成分比と炭素濃度が、炭化物の形状や大きさを支配する重要な因子であることを見出した。
(2)以上の基礎研究の結果に基づき、金型用材料及びコンバインカッター用材料の用途が有望であることが判明した。現在、共同研究の企業において試作材の作製がなされている。

Research Products

• [Publications] I.Ohnuma: "Microstructure and hardness of Fe-Mo-V alloys produced by carbide disparsion carburizing process" J.Phase Equilibria. (発表予定). (1998)
• [Publications] 大沼郁雄: "鉄鋼の高強度化と信頼性向上" 日本鉄鋼協会, 3 (1997)
• [Publications] K.Ishida: "Computational Materials Design" Springer-Verlag(印刷中), (1998)