1999 Fiscal Year Annual Research Report
安定および準安定偏晶反応を利用した鋼中の酸化物および硫化物の微細分散に関する研究
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11450258
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
石田 清仁 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (20151368)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大沼 郁雄 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (20250714)
貝沼 亮介 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20202004)
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| Keywords | 硫化物 / 形態制御 / 鉄鋼 / 状態図 / 溶解度積 / 共晶 / 偏晶 / 凝固 |
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| Research Abstract |
鉄鋼中の硫化物として実用的にも重要であるTiSとCrSの形態を支配する因子,ならびに従来殆ど測定値がなかったTiSの溶解度積について研究を行い,以下のことが明らかになった。
(1)Fe-Ti-S3元系では,微細球状,粗大球状,棒状,板状の4種類の形態が観測された。これらは,硫化物中のTi/S比の大小による生成過程の違いによってその形態が支配される。
(2)Fe-Ti-S3元系に,硫化物形成能の強いZr,Mnを添加すると,Fe-XS(X=Zr,Mn)擬2元系状態図に従って硫化物の形態が変化する。 即ち共晶系の状態図では,棒状の硫化物が生成し,偏晶系では球状になる。またCを添加すると炭硫化物が生成するために形態は大きく変化する。
(3)Fe-Cr-S3元系では,板状,微細球状,粗大球状の3種類の形態が観察された。これらは,硫化物中のCr/S比の大小による生成過程の違いによってその形態に変化が現れる。また,微細球状のCrSの生成は,再融反応によって生ずるものと考えられる。
(4)Fe-Cr-S3元系に,Ti,Mnを添加すると,Fe-XS(X=Zr,Mn)擬2元系状態図に従って,その形態が変化する。また,Zrを添加すると硫化物の形態は酸化物に大きく影響される。
(5)鋼中TiSの溶解度積および生成自由のエネルギーは次のように決定された。
log[Ti]_γ[S]_γ=7.74-(17820)/T,log[Ti]_<α,δ>[S]_<α,δ>=8.07-(17171)/T
log[Ti]_<liq>[S]_<liq>=7.09-(12447)/T,ΔG^f_<TiS>=-455410+132.95T KJmol
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[Publications] K.Oikawa: "Thermodynamic Calculation of Phase Equilibria in the Fe-Cr-S System"ISIJ Internationa. 40. 182-190 (2000)
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[Publications] I.Ishida: "Phase Equilibria and Microstructural Control of Iron-base Alloys"Computational Materials Design, Springer Series. 34. 135-161 (1999)
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[Publications] K.Oikawa: "The Effects of Addition of Deoxidation Elements on The Morphology of (Mn,Cr) S Inclusions in Stainless Steels"Journal of Phase Equilibria. 20. 215-223 (1999)
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[Publications] K.Oikawa: "Morphology Control of MnS Inclusions in Steel during Solidification by the Addition of Ti and Al"Z. Metalkde. 90. 13-18 (1999)
