2018 Fiscal Year Annual Research Report
Rapid and Stable Fabrication Technique of Iron-base Microporous Material Starting from Supersaturated Martensitic Structure
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17K14847
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| Research Institution | Akita University |
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Principal Investigator |
後藤 育壮 秋田大学, 理工学研究科, 助教 (10632812)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 鋳鉄 / 熱処理 / 黒鉛 / 酸化 / 寸法 / 密度 / マルテンサイト / アルミニウム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
鋳鉄が熱サイクルに伴い膨張する現象は成長と呼ばれ，寸法変化や強度低下が問題となる．この成長の原因には，黒鉛の固溶・再析出時の不可逆移動に伴う空隙形成などがある．これを利用して，空隙に油を含浸させた含油軸受も広く使用されている．本研究では，このような鉄基マイクロポーラス材料の迅速作製を目指し，今年度は成長挙動及びその安定化に対する影響因子について検討した．まず，マルテンサイト化していない片状黒鉛鋳鉄（0～2%Al）を用い，成長挙動に対する雰囲気の影響について検討した．その結果，特に試験片寸法が小さい場合には，Al添加量に関わらず，雰囲気の違いに起因した熱サイクル後の密度の差異が大きい傾向が見られた．
次に，マルテンサイト化した試験片を用いて同様の試験を行い，マルテンサイト化の効果について検討した．その結果，マルテンサイト化した試験片の熱サイクル後の密度変化は，寸法及び雰囲気が同様であれば，マルテンサイト化していない場合とほぼ同程度であった．マルテンサイト化した試験片では，焼入れ時のセメンタイトからの黒鉛化やマルテンサイト変態により，熱サイクル前の段階で体積膨張に伴う密度低下が生じていることから，プロセス全体では成長が著しいことが推測される．また，マルテンサイト化した0%Al試験片の熱サイクル4回後の密度は，0.7%Alの場合と比較して，雰囲気に関わらずほぼ同程度であった．このことから，0%Al試験片では，マルテンサイト化に伴う熱サイクル前の基地組織や黒鉛形態の均質化により，黒鉛不可逆移動及び酸化・脱炭が安定的に生じていたと考えられる．一方，Al添加時には，成長挙動に対するAlの酸化の寄与が大きいため，マルテンサイト化の有無に関わらず，雰囲気の影響が顕著に現れたことが推測される．
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