2001 Fiscal Year Annual Research Report
双晶発生による粒界構造変態を利用した難鋭敏化材料の開発
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12555193
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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 進 川崎製鉄(株), 技術研究所, 部門長(研究職)
佐藤 裕 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00292243)
渡邊 忠雄 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40005327)
安田 功一 川崎製鉄(株), 技術研究所, 主任部員(研究職)
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| Keywords | 粒界構造 / オーステナイト / 粒界腐食 / 鋭敏化 / クロム炭化物 / クロム欠乏 / 焼鈍双晶 / 加工熱処理 |
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| Research Abstract |
優れた耐食性を示すオーステナイト系材料の大きな問題点として、溶接熱影響や高温使用時に生じる鋭敏化と呼ばれる粒界腐食が挙げられる。この鋭敏化現象は、粒界へのCr炭化物析出による粒界近傍のCr欠乏が原因と考えられている。この炭化物の粒界析出や粒界近傍のCr欠乏は、粒界の原子配列構造に依存することが示唆され、前年度の実験結果から、低エネルギー構造を持つ粒界は炭化物が析出し難くCr欠乏が小さいが、高エネルギー構造を持つ粒界は炭化物が析出し易くCr欠乏が大きい傾向が認められた。また、前年度の加工熱処理によるステンレス鋼の粒界構造制御の試みから、耐粒界腐食性の向上が示唆された。そこで、本年度は、ステンレス鋼中に低エネルギー粒界を効果的に分布させるための加工熱処理条件を探査し、耐粒界腐食性の向上を試みた。具体的には、オーステナイト系ステンレス鋼母材を圧延温度と歪み量を変化させ、高温熱処理の温度と時間を変化させた試料に対して、EBSPによる結晶方位像観察法(OIM)により粒界構造分布を調べた。次にそれらの試料を種々の条件で鋭敏化処理後、EPR試験と硫酸・硫酸第二鉄腐食試験により耐粒界腐食性を評価した。その結果、5%程度の室温冷間圧延した後、鋭敏加温度直上の比較的低温で長時間焼鈍した場合に、低エネルギー粒界の存在率が極めて高く、かつ均一に分布した試験片が得られ、その硫酸・硫酸第二鉄腐食試験の結果は、耐粒界腐食性が母材に比べて4倍以上高かった。この低歪加工低温熱処理によって耐粒界腐食性が向上する理由として、再結晶による高エネルギー粒界の増殖を起こすことなく、粒成長の粒界移動過程で高エネルギー粒界からの焼鈍双晶発生により低エネルギー粒界部がたくさん形成され、エネルギーの低いこれら難粒界腐食部が粒界Cr炭化析出とCr欠乏の連続性を寸断し、粒界腐食の伝播を抑制するためと考えられる。
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[Publications] Masayuki Shimada: "Arrest of Intergranular Corrosion in Austenitic Stainless Steel by Twin-Induced Grain Boundary Engineering"Proceedings of Asian Pacific Conference on Fracture And Strength '01 & International Conrence on Advanced Technology In Experimental Mechanics '01, The Japan Society of Mechanical Engineers, Sendal, Japan, 2001, No.01-203. 2. 1036-1040 (2001)
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[Publications] Masayuki Shimada: "Prevention of Weld Decay of Austenitic Stainless Steel by Twin-induced Grain Boundary Engineering"Proceedings of the Seventh International Welding Symposium on Today and Tomorrow in Science and technology of Welding and Joining, Japan Welding Sociely. 2. 681-686 (2001)
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[Publications] Hiroyuki Kokawa: "Intergranular Corrosion-Resistant Stainless Steel by Twin-Induced Grain Boundary Engineering"Annales de Chimie, Science des Materaix. (印刷中). (2001)
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[Publications] Masayuki Shimada: "Optimization of grain boundary character distribution for intergranular corrosion resistant 304 stainless steel by twin-induced grain boundary engineering"Acta Materialia. (印刷中). (2002)
