2010 Fiscal Year Annual Research Report
フェイズフィールドモデルを用いたステンレス鋼溶接部の475℃脆化予測
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21560745
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
才田 一幸 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (30178470)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西本 和俊 大阪大学, 工学研究科, 教授 (60112017)
森 裕章 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (10294026)
荻原 寛之 大阪大学, 工学研究科, 助教 (80455279)
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| Keywords | ステンレス鋼 / 475℃脆化 / スピノーダル分解 / フェイズフィールドモデル / 凝固モード / δフェライト / 析出硬化理論 / 可視化シミュレーション |
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| Research Abstract |
本研究では,フェライト系ステンレス鋼、二相ステンレス鋼およびオーステナイト系ステンレス鋼溶接部における時効に伴う475℃脆化予測を目指し、フェイズフィールドモデルを用いたステンレス鋼溶接部のスピノーダル分解挙動の可視化シミュレーションを行うとともに、析出硬化モデルに基づくステンレス鋼溶接部の475℃脆化予測を行うことを主たる目的とした。平成22年度に得られた研究成果は以下の通りである。
(1)単一および多重熱サイクルによる溶接部のスピノーダル分解状況の可視化
平成21年度に構築したシミュレーションモデルを用いて、フェライト系ステンレス鋼の単層溶接および多層盛溶接部を模擬した熱サイクル過程におけるスピノーダル分解状況を可視化した。その結果、スピノーダル分解に及ぼす溶接条件(溶接入熱、溶接速度)の影響を計算機シミュレーションにより解析できることを示した。また、最高到達温度が500～600℃程度の熱サイクルを受ける多層盛溶接部位において、スピノーダル分解が助長されることが予測された。
(2)溶接金属および溶接熱影響部の等温時効によるスピノーダル分解の可視化
二相ステンレス鋼ステンレス鋼溶接部の等温時効に伴うスピノーダル分解挙動に関して計算機シミュレーションを行った結果、拡散定数を見かけ上2.5倍とすることにより、溶接熱影響部におけるスピノーダル分解が表現できる可能性を示し、溶接部におけるスピノーダル分解の特異性(加速効果)に関する基礎的知見を得た。また、オーステナイト系ステンレス鋼溶接金属中のδフェライト相におけるスピノーダル分解挙動に及ぼすCrおよびNi含有量の影響を評価できた。
本年度の研究成果により、次年度に実施するステンレス鋼溶接部の475℃脆化予測が可能であることが示唆された。
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