高純度Fe-Cr合金の全濃度域における自己拡散およびW添加による粒界自己拡散

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12450255
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 飯島 嘉明 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70005411)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高木 清一 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (70005966) ; 安彦 兼次 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (80005959) ; 山崎 仁丈 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (30292246)
• Keywords: 高純度 / Fe-Cr合金 / 拡散 / 体拡散 / 粒界拡散 / 粒界強化機構 / σ相 / 析出物

Research Abstract

本研究においては高クロム濃度の高純度Fe-Cr合金を製造し、従来のFe-Cr合金状態図に従えばσ相が当然出現する温度・組成領域を含む広い温度・組成範囲、特に高Cr域の高純度Fe-Cr合金について拡散の実験を詳細に行って、拡散中のσ相出現の有無を検討すると共に、Fe-Cr合金全濃度・温度域の拡散機構を解明することを目的とした。さらに、最近Wの添加が高温強度向上に著しく寄与することが判明したので、Wの添加試料について粒界自己拡散の実験を行って、W添加による粒界強化機構を検討する。本年度は高純度Fe-60Cr合金おとび超高純度Fe-50Cr-8W合金を溶製後拡散試料として調整し、それぞれの合金において体拡散係数および粒界拡散能を決定した。その結果、以下のことが明らかにされた。(1)1023-1373Kの温度範囲において得られたFe-50Cr-8W合金中のFeおよびCrの体拡散係数はFe-50Cr合金のものより小さいが、Fe-60Cr合金のものとほぼ同様であった。(2)ダングステン添加は体拡散に対して実質的にクロム量の増加と同じ効果がある。(3)1103K以上の温度範囲においてFe-50Cr-8W合金中のFeおよびCrの粒界拡散能はFe-50Cr合金のものに比べてから1.5桁小さく、タングステン添加は粒内よりも粒界に強く影響を及ぼす。

Research Products

• [Publications] Y.Yamazaki: "Volume and Grain Boundary Diffusion in High Purity Cr-Fe Alloys"Phys. Stat. Solid a. 189. 87-90 (2002)
• [Publications] K.Takasawa: "Self-Diffusion in a High-Purity Fe-50mass%Cr-8mass%W alloy"Mater. Trans. JIM. 43(in press). (2002)