2015 Fiscal Year Annual Research Report
粒界工学による超環境耐久性フェライト系耐熱鋼の開発－粒界工学の新たな挑戦
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24246125
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
連川 貞弘 熊本大学, 自然科学研究科, 教授 (40227484)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柴山 環樹 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10241564)
森園 靖浩 熊本大学, 自然科学研究科, 准教授 (70274694)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 粒界工学 / フェライト系耐熱鋼 / 高温クリープ / 液体金属脆化 / マイクロピラー試験 / パルスレーザー / EBSD / 表面改質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は，粒界工学に基づいた微細組織制御による超環境耐久性を有するフェライト系耐熱鋼の開発指針の確立を目的としている。平成27年度に得られた主な結果は以下の通りである。
1. 粒界制御フェライト系耐熱鋼T91のクリープ特性評価：粒界制御T91鋼のクリープ試験を温度923K, 応力100MPaの条件で行った。その結果，粒界制御材は粒界非制御材に比べ最小クリープ速度が約3桁小さくなり，破壊寿命が約1桁長くなることが確認され，フェライト系耐熱鋼の高温クリープ寿命の向上に粒界制御が有効であることが実証された。前年度までに，粒界制御熱処理により旧オーステナイト粒界（PAGB）に沿った対応粒界頻度が高くなるとともに，サブブロックが微細化され，焼戻しによるM23C6炭化物が微細に分散することが見出されていることから，最小クリープ速度の低下は，分散強化の効果が高くなることに起因し，クリープ寿命の長寿命化は，PAGBに沿った対応粒界頻度の上昇にともなってM23C6炭化物の粗大化が抑制されたことに起因すると考えられる。
2. 粒界制御フェライト系耐熱鋼T91のPb-Bi液体金属脆化挙動：Pb-Bi共晶合金を用いて液体金属腐食試験を行ったフェイライト系耐熱鋼T91について，液体金属と接触した表面近傍においてマイクロピラー圧縮試験を行った。粒界非制御材では，粒界に沿った液体金属腐食に起因して，変形初期から鋸歯状の応力ーひずみ曲線を示し，見かけの弾性率の著しい低下が観察された。また，圧縮試験後のピラー表面には微小クラック状のコントラストが多数観察された。一方，粒界制御材では，上記のような挙動は観察されなかった。
3. 粒界制御材に対するレーザー照射の効果の検討：粒界制御フェライト系耐熱鋼T91に対してナノ秒パスルレーザー照射を行い，照射前後における微細組織および残留弾性歪み変化の評価を行った。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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