Improving the corrosion resistance of carbide-reinforced martensitic steels via dealloying

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H02472
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 26050:Material processing and microstructure control-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Yamanaka Kenta 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (30727061)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森 真奈美 仙台高等専門学校, 総合工学科, 准教授 (80731512)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 鉄鋼材料 / マルテンサイト / 炭化物 / 腐食摩耗 / 組織制御

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study was to experimentally clarify the effects of alloying elements and thermomechanical processing on the microstructural evolution and tribocorrosion behavior of Cu-added/carbide-strengthened martensitic steels. In addition to electron microscopy techniques, microstructural analysis using neutron diffraction was performed, and with the aid of quantitative microstructural information, we obtained guidelines for improving the mechanical properties, corrosion resistance, and tribocorrosion characteristics simultaneously, and optimized the manufacturing process. Moreover, we discovered the process-microstructure-property relationship and its underlying mechanisms, which are important for fundamental studies as well as for their practical applications.

Free Research Field

金属材料学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

構造用金属材料におけるトレードオフの克服は基礎・応用の両面で極めて重要である。中でも、腐食摩耗は組織、表面、環境が同時に影響し、解析の困難さや機械と材料の学際的な側面から学術的理解、合金設計指針ともに不十分な状態にある。本研究では独自のコンセプトであるデアロイングによるCuの表面濃化を利用した腐食摩耗特性の改善に取り組んだ。中性子回折をはじめとした高度な実験手法を駆使して定量的な議論を進め、プロセス-組織-特性の関係を明らかにし、複雑な腐食摩耗挙動の理解と学理構築に有用な成果を得ることができた。これにより合金設計や製造条件の最適化が可能となり、実用化に向けて大きく進展することができた。