2023 Fiscal Year Annual Research Report
Materials Development of WC-HEA Cemented Carbides in Superthermal Fields via Laser Directed Energy Deposition
Publicly Offered Research
| Project Area | Creation of Materials by Super Thermal Field: Neo-3D printing by Manipulating Atomic Arrangement through Giant Potential Gradient |
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| Project/Area Number |
22H05280
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
國峯 崇裕 金沢大学, 機械工学系, 准教授 (90612705)
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| Project Period (FY) |
2022-06-16 – 2024-03-31
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| Keywords | WC-HEA超硬合金 / WC-Co超硬合金 / ハイエントロピー合金 / ハイエントロピーカーバイド / 急速溶融凝固プロセス / 指向性エネルギー堆積法 / レーザ加工 / 硬度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
WC-Co超硬合金の機械的性質の向上を目的として，ハイエントロピー合金（HEA）を代替バインダーとして使用したWC-HEA超硬合金の材料開発を実施した．実験ではCrMnFeCoNi HEA粉末をバインダーとして使用し，マルチビームレーザ型指向性エネルギー堆積法（L-DED）によってWC-HEA超硬合金を造形した．WC-Co超硬合金粉末も比較のために使用した．造形試料は，主にWC，M2C，M6Cの3 種類の炭化物と2 相に分離したW含有量の異なるHEA相で構成されていることが明らかにされた．エネルギー分散型X線分光法（EDS）分析により，形成されたM2C，M6C炭化物とHEA相はW，Cr，Mn，Fe，Co，Ni の元素を含有していることが示された．WC-Co超硬合金粉末を使用した造形試料（硬度約800 HV）と比較して，100-250 Wのレーザ出力で加工したWC-HEA超硬合金造形試料では200 HV以上の高い硬度（硬度約1000 HV）を示した．これらの結果は，レーザ照射後に WC-Co 超硬合金では M6Cが形成されるのに対して，WC-HEA超硬合金ではM2Cが形成されることによるものであると考えられる．また，HEA相へのW元素の固溶による硬化の影響もあると考えられる．300 Wでは，WC-Co超硬合金造形試料においてもM2Cが形成されたため，WC-HEA超硬合金造形試料の硬度に近い値が得られた．
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| Research Progress Status |
令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。
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