2022 Fiscal Year Annual Research Report
Effect of grain refinement on corrosion behaivor of high-entropy alloys
Publicly Offered Research
| Project Area | High Entropy Alloys - Science of New Class of Materials Based on Elemental Multiplicity and Heterogeneity |
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| Project/Area Number |
21H00155
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
宮本 博之 同志社大学, 理工学部, 教授 (10298698)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ハイエントロピー合金 / 強ひずみ加工 / 孔食 / 不働態 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ハイエントロピー合金の代表的合金であるCoCrFeNiMn合金（Cantor合金）の耐食性に及ぼす強ひずみ加工による結晶粒微細化の影響を明らかにすることを研究目的とした。本合金はＣｒを含有し、ステンレス鋼やFe-Cr合金と同様にCrが不働態皮膜の形成元素であることが報告されている。したがって、Fe-Cr合金やステンレス鋼と同様に結晶粒微細化により耐食性の向上が期待できる。本研究ではCr含有量を系統的に変化させたCoCrFeNiMn合金、およびMnを除いたCoCrFeNi 合金を真空溶解により作製後、均質化処理を行った。その後、高圧ねじり加工（HPT）を６GPaの圧力下で10回転まで加工した。耐食性の評価は0.5M硫酸および3.5％のNaCl溶液中での分極試験によりそれぞれ全面腐食性および耐孔食性を評価した。その結果、CoCrFeMnNi合金ではCr含有量の増加に伴い硫酸溶液中での全面腐食に対する耐食性は向上したものの、NaCl溶液中での孔食電位の変化は小さい。さらに、結晶粒微細化の影響については、全面腐食および孔食電位共に変化は小さかった。 これに対して、CoCrFeNi HEAはCoCrFeNiMn合金よりも高い孔食電位を示すとともに、Crの増加に対する孔食電位の変化が大きい。また、Fe-Cr系合金で不働態化のCr下限値とされる約11％よりも低い6 %で不働態化が確認された。XPSを用いた不働態皮膜分析の結果、CoCrFeNi合金（Cr 20 at%）では不働態被膜中のCrの濃化が確認されたが、HPT材と未加工材ではその最大濃度に変化はなかった。以上の実験結果から、Mnは耐食性を低下させるとともに、結晶粒微細化の効果を抑えること、また、CoCrFeNi 合金の結晶粒微細化による耐食性の向上は、ステンレス鋼で観察される不働態被膜中のCr濃化ではないことが考えられる。
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| Research Progress Status |
令和4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 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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