2020 Fiscal Year Research-status Report
Investigation of S-phase on ceramics composite additive manufacturing by low-temperature plasma treatment
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18K04792
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| Research Institution | Osaka Research Institute of Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
足立 振一郎 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 和泉センター, 主任研究員 (50359410)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山口 拓人 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 和泉センター, 主任研究員 (20530041)
榮川 元雄 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 和泉センター, 主幹研究員 (30359426)
萩野 秀樹 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 和泉センター, 総括研究員 (90359422)
上田 順弘 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 和泉センター, 研究員 (90359365)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 低温プラズマ窒化処理 / 低温プラズマ浸炭処理 / レーザクラッド / 耐摩耗 / 耐腐食 / オーステナイト系ステンレス鋼 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
レーザメタルデポジションによるオーステナイト系ステンレス鋼のレーザクラッド層を複合強化するため，硬質でFeとの親和性に優れるタングステンカーバイド粒子を，SUS316Lステンレス鋼の粉末と混合し，レーザクラッドに供した．タングステンカーバイド粒子は，ほとんどが粒状のままクラッド層内に存在していた．しかし一部は，レーザクラッドのプロセスにおける加熱により部分的に溶融し，マトリックスであるステンレス鋼に溶解した．これにより二次炭化物が生成し，クラッド層の金属組織にデンドライトが観察された．
このステンレス鋼/タングステンカーバイドの複合クラッド層に，処理温度450 ℃で低温プラズマ窒化処理を行った．その結果，窒素が過飽和に固溶した拡張オーステナイト相 (S相)が形成した．このステンレス鋼/タングステンカーバイドの複合クラッド層のS相は，ステンレス鋼単独のS相と比較して，膜厚が厚いという特徴が認められた．GD-OESを用いて，クラッド層における窒素および炭素の深さ方向分布を調べたところ，窒素はステンレス鋼単独のS相の場合と同様に，表面から内部へ向かうにつれて，濃度が低下することが確認された．一方，炭素は窒素の拡散が終了した深さ付近において，高い濃度で存在することが認められた．これらの結果は，窒素だけでなく炭素も過飽和に固溶したS相が同時に形成した可能性を示唆している．すなわち，タングステンカーバイドと複合化することで固溶炭素量が増加し，窒素だけでなく炭素が過飽和に固溶したS相も形成することで，S相の厚膜化がもたらされたと考えられる．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
新型コロナウィルスの感染症対策のため，実験実施が困難になった時期があり，予定より研究の進捗が遅れたため．
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| Strategy for Future Research Activity |
オーステナイト系ステンレス鋼とタングステンカーバイドの複合化クラッド層におけるS相の形成を実現し，S相の生成機構に関してもある程度解明できた．そこで，複合化クラッド層における合金組成の影響を解明することで，S相の耐摩耗性および耐腐食性などをさらに改善することに取り組む．また，複合化クラッド層の積層造形物にS相を形成する技術を確立する．
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| Causes of Carryover |
感染症対策のため，実験の実施が困難になった時期があり，消耗品の購入費用が予定より減少した．また，学会発表の機会も減少したことで差額が発生した．
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