高濃度窒素含有耐熱鋼の高温力学特性を支配する因子Ωと強化機構に関する研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11650717
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: 遠藤 孝雄 横浜国立大学, 工学部, 教授 (40018007)
• Keywords: creep / nitrogen / I-S cluster / effective stress / stress relaxation / staineless steel / heatreststant steel

Research Abstract

本研究では、γ系の耐熱鋼である25Cr-20NiNbN(TP310CbN)鋼を対象とした。本鋼はSUS103S鋼に窒素と化学的に親和力の強いCrおよびNbが添加されており、この化学的親和力のゆえに強制固溶させた窒素と置換型固溶元素のCrがI-Sクラスタ-を形成して固溶強化に寄与している可能性がある。また、25Cr-20NiNbN(TP310CbN)鋼はMX型の微細析出物をも含み、析出強化型合金でもあるので、強化機構は複雑である。本研究では、それぞれの強化機構の寄与を分離するために以下の試験、すなわち、(1)定荷重クリープ試験、(2)瞬間応力負荷にともなう瞬間塑性歪の有無を調べる試験、(3)応力緩和試験、(4)瞬間応力負荷後一定時間に生じる塑性歪速度を調べる試験を行った。実験結果を詳細に検討し、(1)定荷重クリープの挙動を記述するための構成方程式における仮想的初期歪速度の応力及び温度依存性を決定した。(2)NbとNからなるI-Sクラスタ-が固溶強化に寄与していること、(3)実験条件にも依存するが、有効応力成分は変形応力の16%程度になること、(4)析出物から生じるしきい応力がおよそ190MPaであることが明らかになった。また、これらのことから、見掛けの応力指数(8.3)が2.1から3.7程度になることを示した。

Research Products

• [Publications] 遠藤孝雄他1名: "高窒素9Cr-2Co鋼の高温クリープにおける幾つかの特徴"鉄と鋼. 85・3. 69-75 (1999)
• [Publications] 遠藤孝雄他1名: "フェライト系耐熱鋼の高温強度に及ぼす固溶窒素の影響に関する数値シミュレーション"日本金属学会誌. 63・4. 440-447 (1999)
• [Publications] 遠藤孝雄 他3名: "静的時効させた改良9Cr-1Mo鋼のクリープ曲線を記述する構成方程式"日本金属学会誌. 63・5. 597-600 (1999)