2021 Fiscal Year Research-status Report
Creation of Smart Alloys with Anticorrosion Functions: A Change in Concept from Solid Solution of Corrosion-Resistant Elements to Secondary Phases
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21K18804
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
武藤 泉 東北大学, 工学研究科, 教授 (20400278)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菅原 優 東北大学, 工学研究科, 准教授 (40599057)
西本 昌史 東北大学, 工学研究科, 助教 (20880967)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2023-03-31
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| Keywords | 腐食防食 / 耐食合金 / ステンレス鋼 / 非平衡組織 / Mo |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ステンレス鋼とAl合金に対し、防食元素であるMoやNなどを「固溶」ではなく「第二相化」した新しい省資源・高耐食合金「スマートアロイ(Smart Alloys)」を開発することを目的として研究を行った。今年度は、非平衡金属組織を有する耐食ステンレス鋼の開発を目指し、SUS304Lステンレス鋼の粉末と純Moの粉末を混合・焼結し、Moリッチ相を含むステンレス鋼を作製した。作製したステンレス鋼に対して、単一の第二相などを含む微小領域(直径約100マイクロメートル)を試験面とする電気化学計測などを行い、鋼作製の方法などに対して試行錯誤を繰り返した。また、耐孔食性に及ぼす熱処理条件とMo濃度の影響を評価し、高い耐孔食性を得るための適切な組織と耐食機構を明らかにした。開発したステンレス鋼は、Moが固溶状態の鋼を大きく上回る高い耐孔食生を示すことを明らかにした。特に、高温で熱処理すると、MoとCrが濃縮したBCC相と、Niが濃縮したFCC相からなるMoリッチ領域が形成されることを見出した。熱処理温度の上昇に伴い、Moリッチ領域の割合が増加した。また、0.1mol/L NaCl中での孔食電位は熱処理温度とともに増加した。したがって、Moリッチ領域割合の増加は、より高い耐孔食性をもたらしたと考えられる。定電流アノード分極により、孔食の発生部位が鋼のマトリックスであることを明らかにした。BCC相とFCC相のモデル合金のNaCl水溶液中での動電位アノード分極曲線の測定から、Moリッチ領域のBCC相がピット成長のバリアとなる可能性が示唆された。なお、Mo添加量の増加により、Moリッチ領域の割合が増加した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
積層造形用の新しい耐食ステンレス鋼として、Moの固溶ではなく、Moリッチ領域が分散した材料を見出したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
ステンレス鋼に関しては窒素を固溶から窒化物に変えた材料を作製し、耐食性向上技術の開発を目指したい。また、Al合金に関しても、超々ジュラルミンAA7075( Al-Zn-Mg-Cu)等に対して、Mnなどを第二相化し、孔食を防止する技術の開発を行う。また、そのために必要となるマイクロスケールでの電気化学解析の手法と乾湿繰り返し試験などの開発を行う。
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| Causes of Carryover |
Mo分散相を有するステンレス鋼を工業的な規模で試作するための外注先との交渉に予想以上に時間がかかったため、外注費用と支給するMo粉末の購入費用を次年度に持ち越した。持ち越した費用は、当初予定のとおり、外注費用とMo粉末の購入費用に充てる。
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Research Products
(3 results)
