2009 Fiscal Year Annual Research Report
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20760476
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
戸田 佳明 National Institute for Materials Science, 新構造材料センター, 主任研究員 (60343878)
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| Keywords | オーステナイト系耐熱鋼 / M23C6炭化物 / σ相 / 恒温変態曲線 / 組織自由エネルギー / 化学的自由エネルギー / 弾性歪エネルギー / 界面エネルギー |
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| Research Abstract |
耐熱鋼の組織変化予測に対する組織自由エネルギー法の有用性を検討するため、組織自由エネルギー法を18Cr-8Ni鋼のオーステナイト(γ)相からM_<23>C_6とσ相の粒内析出予測に応用し、この方法で実用耐熱鋼の析出遷移過程を予測する際の問題点を明らかにした。
Fe-C-Cr-Ni四元系のγ相過飽和固容体から平衡相のM_<23>C_6炭化物とσ相が析出するまでに現れ得る種々の組織形態を想定し、それぞれの組織形態の全自由エネルギー(組織自由エネルギー)を、化学的自由エネルギーの他に、母相と析出相の界面に起因する界面エネルギーと、析出相が整合析出した際のγ母相との格子定数の差に起因する弾性歪エネルギーの和で評価した。それらのエネルギー的階層から、エネルギー最急降下パスの考えに基づきM_<23>C_6とσ相の恒温変態曲線を予測した。
計算より求めたM_<23>C_6とσ相の析出開始線を、SUS 304H TB実用鋼を透過型電子顕微鏡で観察した結果と比較すると、10万時間(約11.4年)の長時間まで計算より求めた析出開始線と実験結果はよく一致した。しかし、(1)界面エネルギー密度の実測値がなく、この値の大小で恒温変態曲線が恣意的に決めることができる、(2)実験ではM_<23>C_6とσ相は粒内析出に先立ち粒界上に多く析出するので、計算でも粒界析出の効果を考慮する必要があることが明らかになった。
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