2017 Fiscal Year Annual Research Report
Improvement of weld solidification cracking susceptibility and the properties of dissimilar welds using austenitic metals
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15K18223
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
門井 浩太 大阪大学, 接合科学研究所, 准教授 (40454029)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 溶接接合 / 高温割れ / 凝固割れ / 異材溶接 / 耐食性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成29年度は，オーステナイト系材料の溶接凝固割れ感受性ならびに耐食性を検討した．
耐食性試験では，CrやNi，Nb，Mo等の含有量を変化させたステンレス鋼の溶接金属部における電気化学的再活性化率測定試験と孔食電位測定試験を行い，母相の化学組成変化や第二相の生成が耐粒界腐食や耐孔食に及ぼす影響を調査した．再活性化率はMoの含有によって再活性化率は極めて小さい値を示した．一方，孔食電位はNbを含有することによって低い値を示した．組織観察を行ったところ，Nbを含有する試験片では，結晶粒界やセル境界にNbCやLaves相の生成が確認され，生成相の種類によって異なる耐孔食性を示す傾向が示唆された．
凝固割れ感受性評価では，昨年度までに得られたNb等の含有に伴う偏析や第二相の生成の影響に着目して調査を行った，特に，完全オーステナイト系ステンレス鋼中のNbやTi，ZrおよびCの含有量を変化させることで，第二相の生成形態が割れ感受性に及ぼす影響を検討した．含有する元素の種類にかかわらず，NbやTi, Zrの添加により，溶接凝固割れ感受性は増大した．また，これらの元素の添加によってMC炭化物とLaves相が生成していた．一方，凝固解析計算によって得られた凝固温度範囲と実験により得られた凝固脆性温度領域は異なる傾向を示した．MC相の晶出は凝固割れ感受性を改善するとされているものの，TiCが晶出する場合では他のMC相に比して大きな割れ感受性であった．凝固割れ現象の解明には，凝固温度範囲だけでなく，適切な第二相形態・化学量論組成の導出が求められる．
以上の検討より，溶接時の凝固割れ感受性ならび耐食性は，母相の化学組成だけでなく，第二相の形態に影響を受けることが明らかとなった．そのため，これらの特性の確保・改善には，化学組成等の制御による第二相生成形態の最適化が必要であることが示唆された．
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