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2022 Fiscal Year Annual Research Report

X線CTを援用したシリアルセクショニングによる微細組織の定量評価手法の確立

Research Project

Project/Area Number 20K05146
Research InstitutionMuroran Institute of Technology

Principal Investigator

楠本 賢太  室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 准教授 (30764998)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 清水 一道  室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 教授 (60206191)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
KeywordsHigh Cr / Multicomponent / Titanium / Wear resistance / Carbide refinement / X ray CT
Outline of Annual Research Achievements

多合金白鋳鉄(MWCI)は,MC,M2C,M7C3などの非常に硬い炭化物が析出するため,優れた耐摩耗特性を有する.しかし,炭化物量を高めることで,MWCIの耐摩耗性を向上させることは可能である.
今年度は,一昨年および昨年度に溶製した試料の種々の炭化物形態を詳細に明らかにするために,ナノCTを用いて調査した.目的の炭化物サイズの粒度分布が最低6~9μmであるため,これをとらえれるあたりの分解能で撮影する必要があり,1個当たりの撮影時間は13時間となった.得られたCTデータからも,Ti量が増加するとM7C3炭化物の平均サイズは有意に小さくなることが明確に観察された.この結果から,白鋳鉄に添加される遷移金属の量が多くても,必ずしも炭化物量の増加や炭化物種の増加を保証するものではないと判断できる.しかしながら,これは各材料の組織中のC濃度にもかなり影響される.
これらすべての組織条件が材料の硬度特性および摩耗挙動に及ぼす影響を調べるために,ビッカース硬度測定および投射材として粒径の異なる2種類の珪砂を用いて摩耗試験を実施した.その結果,これらの新合金(0Ti,1Ti,2Ti)の耐摩耗性は,硬度が低いため,小粒の珪砂ではMWCIよりも低いことがわかった.しかし,大粒の珪砂では条件が異なり,MWCIの耐摩耗性は0Tiおよび1Tiの試料よりも低くなる.また,TiCの析出は,M7C3炭化物のサイズを効果的に微細化し,その割れ傾向を低下させた.したがって,1Tiの耐摩耗性は,硬度は低いものの,0Tiと同等である.しかし,Tiを1wt%以上添加すると,硬度と炭化物量が低下するため,耐摩耗性は顕著に著しく低下した.
したがって,合金の耐摩耗特性は硬度だけでなく,微細構造成分(炭化物の種類,大きさ,体積率)および投射材である珪砂の粒径にも影響されることが明らかとなった.

  • Research Products

    (9 results)

All 2023 2022

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] Three-Body Abrasive Wear-Resistance Characteristics of a 27Cr-Based 3V-3Mo-3W-3Co Multicomponent White Cast Iron with Different Ti Additions2023

    • Author(s)
      Purba Riki Hendra、Shimizu Kazumichi、Kusumoto Kenta
    • Journal Title

      Journal of Manufacturing and Materials Processing

      Volume: 7 Pages: 21~21

    • DOI

      10.3390/jmmp7010021

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Three-Body Abrasive Wear Performance of High Chromium White Cast Iron with Different Ti and C Content2022

    • Author(s)
      Huq Mohammad Jobayer、Shimizu Kazumichi、Kusumoto Kenta、Purba Riki Hendra
    • Journal Title

      Lubricants

      Volume: 10 Pages: 348~348

    • DOI

      10.3390/lubricants10120348

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Effect of Carbide Orientation on Wear Characteristics of High-alloy Wear-resistant Cast Iron2022

    • Author(s)
      Kenta Kusumoto, Kazumichi Shimizu, Yila Gaqi, Riki Hendra Purba, Mohammad Jobayer Huq
    • Organizer
      The 74th World Foundry Congress
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Three-body Abrasive Wear Resistance of 5V/5Nb-5Cr-5Mo-5W-5Co-Fe Multi-component Cast Alloys with Different Carbon Percentage2022

    • Author(s)
      Riki Hendra Purba, Kazumichi Shimizu, Kenta Kusumoto, Yila Gaqi, Muhammad Jobayer Huq
    • Organizer
      The 74th World Foundry Congress
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of Carbon and Titanium Addition on Erosive Wear Behavior of High Chromium White Cast Irons2022

    • Author(s)
      Huq Mohammad Jobayer, Kazumichi Shimizu, Kenta Kusumoto, Riki Hendra Purba, Yila Gaqi
    • Organizer
      The 74th World Foundry Congress
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] High Temperature Erosive Wear Characteristics of High Chromium White Cast Iron with Ti Addition2022

    • Author(s)
      Yudai Momma, Kazumichi Shimizu, Kenta Kusumoto
    • Organizer
      The 74th World Foundry Congress
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of Titanium Addition on Three Body Abrasive Wear Characteristics of High Chromium Based Multicomponent White Cast Iron2022

    • Author(s)
      Riki Hendra Purba, Kazumichi Shimizu, Kenta Kusumoto
    • Organizer
      日本鋳造工学会 第180回全国講演大会
  • [Presentation] Influence of Additional Carbon & Titanium Composition on Erosive Wear Characteristics of High Chromium White Cast Irons2022

    • Author(s)
      Mohammad Jobayer Huq, Kazumichi Shimizu, Kenta Kusumoto
    • Organizer
      日本鋳造工学会 第180回全国講演大会
  • [Presentation] 高クロム系多合金白鋳鉄の高温エロージョン摩耗特性に及ぼすチタン添加の影響2022

    • Author(s)
      門間雄大,清水一道,楠本賢太
    • Organizer
      日本鋳造工学会 第180回全国講演大会

URL: 

Published: 2023-12-25  

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