2016 Fiscal Year Annual Research Report
Research on creation method of nano-lamellar dual phase steel using incomplete transformation of high nitrogen bainite
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15K14177
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
古原 忠 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (50221560)
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2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 浸窒処理 / 高窒素オーステナイト / 相変態 / ナノラメラ二相組織 / 相安定性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、鉄合金におけるせん断型変態であるベイナイトの不完全変態を利用した新しいナノラメラ二相組織の創製を目的として、浸窒焼入れ処理を用いた高窒素含有鋼の創製およびベイナイト変態時の窒化物生成の抑制によるオーステナイトの高窒素化と安定化に適した置換型合金元素の機能解明を行うことで、窒素を利用した今までになり高強度―高延性―鋼靭性な鉄合金の可能性の探索を行った。
純鉄、Fe-1Mn、Fe-1Cr、Fe-1SiおよびFe-1Mo合金に対し、1000℃にて浸窒処理を行い0.3 mass%Nを含有したFe-NおよびFe-N-M (M : Si, Cr, Mo, Mn)オーステナイトを作製した。その後、直ちに各合金のMs点以上、A1点以下の温度域にて5 s ～ 3600 sの範囲で種々の時間等温変態させた後、氷水冷することで試料を得た。
Fe-0.3Nでは、変態初期の5 sでは粒界からベイニティックフェライトやFe-C系合金における疑似パーライトに類似した組織が観察された。保持時間の増加に伴いベイニティックフェライトが成長し、保持時間3600sでは変態が完了しており試料全面がベイナイト組織となった。X線回折測定結果から、bccの回折ピークの他にFe4Nおよびオーステナイトに帰属可能な回折ピークが得られ、保持時間の増加に伴いFe4Nは増加し、残留オーステナイトは減少した。
一方、MoおよびCr添加材ではFe-0.3N材とは変態挙動が異なり、いずれの保持時間においてもFe-0.3N材との比較で未変態領域が多く、ベイナイト変態の遅延が生じていることが確認された。また、X線回折測定結果から、全ての保持時間においてもFe4Nに帰属可能な回折ピークは確認されず、Mo, Crの添加により窒化物の生成が抑制されることが明らかとなった。
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