オーステナイト母相の超微細化による新しい変態組織形成の可能性

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14655258
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 牧 正志 京都大学, 工学研究科, 教授 (10026247)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森戸 茂一 京都大学, 工学研究科, 助手 (00301242) ; 古原 忠 京都大学, 工学研究科, 助教授 (50221560)
• Keywords: 鉄鋼材料 / 相変態 / 結晶粒径 / 加工熱処理 / 拡散変態 / マルテンサイト変態 / 強化機構

Research Abstract

本年度は,低合金鋼で超微細オーステナイト粒を得る方法を確立した後,超微細粒オーステナイトからのフェライト変態組織の特徴を明らかにするため,以下の研究を行った.
●超微細オーステナイト粒の形成
(1)SCM435機械構造用鋼を用い、オーステナイト⇔フェライト(あるいはマルテンサイト)繰返し変態によるオーステナイト粒径の微細化効果を調べた結果,微細化効果は1サイクル目が最も大きく3サイクル以降でほぼ定常粒径となること,その粒径は逆変態処理温度が低く処理時間が短いほど小さく,最小粒径5ミクロンの超微細粒が得られること,などが明らかとなった.
Fe-1.5%Mn-0.2%C合金を用いて,焼もどしマルテンサイトの強冷延→逆変態によりオーステナイト粒径の微細化を行った結果,冷延の加工度が大きいほど得られるオーステナイト粒径は微細になり,V,Nの微量添加により焼もどし時に析出し逆変態後も残留するV(C,N)のピン止め効果を利用することでさらなる微細化が図れ,最小粒径が2.3ミクロンの超微細オーステナイト組織が得られることがわかった.
●超微細オーステナイト粒からの初析フェライト変態
上記の手法によりオーステナイトの微細化を行ったFe-1.5%Mn-0.2%C合金を用いて,連続冷却により初析フェライト変態させ,γ→α変態時の粒径変換比を調べた.その結果,オーステナイト粒径が小さくなるほど粒径変換比は大きく微細化の度合いは小さくなり,粒径が5ミクロン以下の場合には逆にフェライト粒径の方が粗大になり,超微細オーステナイト粒からの初析フェライト変態を用いた粒径微細化のためにはさらなる加速冷却が必要であることがわかった.