2006 Fiscal Year Annual Research Report
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16560650
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| Research Institution | Wakkanai Hokusei Gakuen College |
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Principal Investigator |
姫宮 利融 稚内北星学園大学, 情報メディア学部, 教授 (00208787)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐賀 孝博 稚内北星学園大学, 情報メディア学部, 助教授 (20235196)
松浦 清隆 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60142692)
大笹 憲一 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90111153)
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| Keywords | 鉄-炭素-クロム / アルミ-銅-銀 / ミクロ偏析 / 3相共賞 / 2相デンドライト状共晶 / セル・オートマトン / 3元状態図 / ESA |
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| Research Abstract |
過年度に、鉄-炭素-クロム合金で、デンドライト状共晶で共晶反応線に沿った凝固で第1固相が固相内での炭素の拡散を考慮したミクロ偏析モデルの妥当性を実験的に検証したので、ISIJ Inter.に論文を投稿し、掲載された。
アルミニウム-銅-銀合金で3相共晶の凝固組織の特性寸法と凝固条件の関係を調べることを目的とした実験を一方向凝固炉を使って行った。しかしながら、十分に定量的名測定の対象となるきれいな3相凝固組織は観察されなかった。この原因は、のちに、目標とするアルミニウム-銅-銀合金の成分を間違って秤量していたことが原因であることが分かった。しかしながら、正しい3相共晶の成分で定量的な測定を行うためのノウハウは得られた。
共晶凝固のセル・オートマトンモデルが開発された。このモデルは液相内の拡散と凝固界面での溶質と溶媒の排出を考慮し、さらに界面の曲がりによるGibbs-Thomson効果を取り入れたものである。現在のところ、理想化された2元状態図を持つ合金で、液相全体が過冷状態におかれた場合に限られているが、液相内でマクロな温度勾配を有する場合、また、3元合金で共晶凝固がある温度範囲を持つ場合への拡張も容易であると考えられる。
線形的でない3元状態図を線分・曲線の長さをパラメータとして表すプログラムを開発した。この段階では既存の技術の応用に過ぎないが、ミクロ偏析の計算で共晶反応線が明らかな曲線である場合への適用を進めている。
European Space Agencyを後援者とするAl-Cu-Ag3元系状態図の研究(V.T.Witusiewiczら)、Al-Cu-Ag3元ごウ金における2相平滑共晶凝固の研究(J.De Wildeら)が発表されているので、文献調査をおこなった。その結果、従来研究代表者がモデルでの計算に使っていた状態図データの一部と熱物性値データの一部は修正した方がよいことが分かった。これは、今後、アルミニウム-銅-銀合金で3相共晶凝固の実験結果や2相デンドライト状凝固の実験結果をモデルでの計算結果と比較する際に、有益な知見となるだろう。
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