2015 Fiscal Year Annual Research Report
多積層したクラッド箔の発熱を利用したアルミナイドの創製ならびに被覆と接合への適用
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25820016
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| Research Institution | Matsue National College of Technology |
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Principal Investigator |
新野邊 幸市 松江工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (20342545)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 金属間化合物 / アルミナイド / 反応拡散 / クラッド / 熱処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Tiは高強度と優れた耐食性を有しているため，安価な鋼と接合したチタンクラッド鋼板が1990年代に開発されている．この結果，爆発圧着法や真空熱間圧延法など，高度な製造プロセスが開発されてきたが，高価でかつ特殊な設備を用いることから，高コストとなる欠点がある．本研究ではこれまでに確立してきた，積層クラッド法を用いた簡便な手法を適用した．この手法ではTiと鋼を積層させ，ボルトで固定した状態で加熱すると，Tiと鋼の間で反応拡散が起こり，両材が接合される．本研究では，純鉄とS45Cを用いて炭素濃度の影響を調査するとともに，NiやAlのインサート材の影響も調査した．
供試材には，丸棒状のS45C，板状の純鉄，板状の純Tiを用いた．また，厚さ0.05mmのNi箔とAl箔をインサート材とした．純Tiと純鉄，および純TiとS45Cをそれぞれ重ね合わせた．加熱温度は900℃とし，加熱時間は5min及び30minとし，炉内から取り出して空冷した．
Niをインサート材としたとき，Ti-FeとTi-S45Cは剥離せずに接合できた．一方で，Alをインサート材としたとき，Ti-FeとTi-S45Cで剥離が見られ接合できなかった．剥離した表面には灰色のAlの酸化被膜が形成された．加熱時間5minのTi-Feの接合界面には，金属間化合物は確認されなかったが，加熱時間30minではTi-Feの接合界面に金属間化合物が確認された．Ti-Fe 2元系平衡状態図より，金属間化合物TiFe，TiFe2と見られる．Ti-S45Cでも同様な結果となった．一方，加熱時間5minのTi-Ni-FeやTi-Ni-S45CではTi-Niの接合界面に，金属間化合物が確認され，Ti側から順にTi2Ni，TiNi，TiNi3と見られる． TiとNiの方が，FeとNiの組み合わせに比べて，金属間化合物が早く生成かつ成長したことが分かる．
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