2018 Fiscal Year Annual Research Report
Effect of alloying element on the ferrite transformation in nitrogen austenite
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17K17581
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
佐藤 充孝 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (10547706)
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2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 窒素鋼 / フェライト変態 / 相界面析出 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、低合金鋼のフェライト変態におよぼす窒素および合金元素添加の影響および合金窒化物の析出挙動に関して、変態温度および変態時間の変化に伴う材料の硬さ、微細組織、相分率、析出物の同定およびそれらの定量について系統的に調査することにより、フェライト変態に及ぼす侵入型原子および置換型原子(Cr, Mn, Mo) の影響を明らかにすることを目的として研究を行なった。
その結果、いずれの合金においても、α＋γ相域にて等温保持を行うことで旧オーステナイト粒界からフィルム状のAFが生成し、AFから二次的に針状のWFの異なる二種類の形態のフェライトが生成した。AFは隣接する母相の内，一方とK-S関係に近い方位を持ち，もう一方とはK-S関係を持たずに生成する傾向にあり，K-S関係を持たない側に成長した．一方，WFは母相とK-S関係を有しており，母相と整合性の良い界面を有していた。
また、母相との整合性が高いWFは母相との整合性の低いAFよりもエネルギー散逸が顕著に大きかった．AFのエネルギー散逸の要因は界面摩擦によるものであると考えられ、一方、WFのエネルギー散逸の要因は界面摩擦の他に変態に伴うひずみエネルギーが考えられる。
Mn、Moを添加するとフェライトの変態速度が遅れ、初期の変態速度はα/γ定性による変態駆動力の違いとMoの粒界偏析による核生成の抑制によって説明可能であった。1Mn材、1Mo材におけるAFでのエネルギー散逸量は0.3N材よりも大きく、1Mn材では局所分配に伴うスパイク形成によるエネルギー散逸、1Mo材ではMo偏析によるSDEによるエネルギー散逸の影響であると考えられる。一方、Cr添加材では、他の合金とは異なり、等温保持により生成したフェライト中に微細な析出物が等間隔に析出している様子が観察され、相界面析出を伴いながらフェライト変態が進行することが明らかとなった。
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