2022 Fiscal Year Annual Research 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 / アルミニウム合金 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ステンレス鋼やAl合金などに対し、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。特に、今年度は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、腐食環境でMoがイオン種として溶出することで優れた耐食性を示す材料を開発した。SUS304L粉末とMo粉末の混合割合と焼結条件、さらに焼結後の熱処理条件を最適化することで、直径20マイクロメートルほどの純Moをコアとして、その外周部にMoとCrの合金相がシェルを形成している粒子を、SUS304Lステンレス鋼の内部に均一に分散させることに成功した。シェルは二層構造であり、コア／シェル構造に内包されたMoは、乾湿繰り返しなどの腐食環境において、ステンレス鋼の電位が高くなった際に選択的に溶解し、錆の発生を防止することを確認した。開発したコア／シェル構造のMo濃化領域を有するステンレス鋼は、乾湿繰り返し試験における耐錆性において、SUS304Lを大きく上回り、Moを固溶させたSUS316Lと同等か、それ以上の特性を有することを確認した。さらに、Moのコアが溶解しても、シェルを構成しているMo-Cr合金相の耐食性が高いため、SUS304L母相の溶解は引き起こされないことも見出された。動電位アノード分極曲線の計測なども行い、コアやシェルを構成する各相の電気化学特性の解明も行った。さらに、Al合金とマグネシウム合金の第二相である金属間化合物の電気化学特性をマイクロ電気化学システムを用いて解析すると共に、ステンレス鋼の腐食起点である介在物や第二相の腐食特性の解析も行った。
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| Remarks |
プレスリリース:2022年8月30日
タイトル:3D積層造形用ステンレス鋼材の高耐食化の新機構を発見 モリブデン濃化組織を有する高耐食鋼を開発（https://www.tohoku.ac.jp/japanese/2022/08/press20220830-02-3d.html）
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