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介在物の溶解生成物を不働態化剤として利用するステンレス鋼の新規高耐食化技術の創出

Research Project

Project/Area Number 17J03625
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Material processing/Microstructural control engineering
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

西本 昌史  東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2019: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords腐食防食 / ステンレス鋼 / 孔食 / 介在物 / 耐食性
Outline of Annual Research Achievements

ステンレス鋼の(Mn,Cr)S介在物の溶解挙動に及ぼす介在物中Cr濃度の影響を解析した。放電プラズマ焼結法を用いて介在物組成を系統的に変化させた試験片を簡便に作製する方法を開発し、(Mn,Cr)S中のCr濃度を変化させた試験片を作製した。SUS304Lステンレス鋼ガスアトマイズ粉末に対して、MnS粉末またはCr2S3粉末を混合し、放電プラズマ焼結を行うことで、人工(Mn,Cr)S介在物を有するモデル試験片を作製した。焼結試験片中の人工介在物の化学組成をSEM/EDSで分析したところ、ステンレス鋼粉末とMnS粉末を混合して焼結した試験片には、Mn: 25~40at.%、Cr: 10~25at.%、S: 50at.%程度を含むMnリッチな(Mn,Cr)Sが存在していた。ステンレス鋼粉末とCr2S3粉末を混合して焼結した試験片には、Mn: 10at.%、Cr: 40at.%、S: 50at.%程度を含むCrリッチな(Mn,Cr)Sが存在していた。人工(Mn,Cr)S介在物を一つだけ含む電極面(約100μm×100μm)を作製し、25℃の0.1 M NaCl溶液中において動電位アノード分極曲線を測定した。(Mn,Cr)S中Cr濃度の増加とともに、(Mn,Cr)Sの溶解が開始する電位と孔食電位が貴に移行した。(Mn,Cr)S中のCr/(Mn+Cr)原子比が約0.5のときに(Mn,Cr)Sの溶解開始電位が約0.6 Vに達し、ステンレス鋼の過不働態域とほぼ同じ電位となり、Cr/(Mn+Cr)比を0.5以上にしても溶解開始電位にほとんど差はみられなかった。したがって、25℃の0.1 M NaCl溶液中において孔食電位を過不働態域まで上昇させるためには、(Mn,Cr)SのCr/(Mn+Cr)比が0.5以上であることが必要であることを見出した。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Artificial MnS Inclusions in Stainless Steel: Fabrication by Spark Plasma Sintering and Corrosion Evaluation by Microelectrochemical Measurements2020

    • Author(s)
      Nishimoto Masashi、Muto Izumi、Sugawara Yu、Hara Nobuyoshi
    • Journal Title

      ISIJ International

      Volume: 60 Issue: 1 Pages: 196-198

    • DOI

      10.2355/isijinternational.ISIJINT-2019-408

    • NAID

      130007786285

    • ISSN
      0915-1559, 1347-5460
    • Year and Date
      2020-01-15
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Morphological Characteristics of Trenching around MnS Inclusions in Type 316 Stainless Steel: The Role of Molybdenum in Pitting Corrosion Resistance2019

    • Author(s)
      Masashi Nishimoto, Izumi Muto, Yu Sugawara, Nobuyoshi Hara
    • Journal Title

      Journal of The Electrochemical Society

      Volume: 166 Issue: 11 Pages: C3081-C3089

    • DOI

      10.1149/2.0131911jes

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Micro-Electrochemical Properties of CeS Inclusions in Stainless Steel and Inhibiting Effects of Ce3+ Ions on Pitting2017

    • Author(s)
      Masashi Nishimoto、Izumi Muto、Yu Sugawara、Nobuyoshi Hara
    • Journal Title

      Journal of The Electrochemical Society

      Volume: 164 Issue: 13 Pages: C901-C910

    • DOI

      10.1149/2.0051714jes

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ステンレス鋼の(Mn,Cr)S介在物の溶解挙動に及ぼす介在物中Cr濃度の影響2020

    • Author(s)
      西本 昌史、武藤 泉、菅原 優、原 信義
    • Organizer
      日本金属学会 2020年春期講演大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Effect of Molybdenum on Pit Initiation Process at MnS Inclusions in Stainless Steel2019

    • Author(s)
      Masashi Nishimoto, Izumi Muto, Yu Sugawara, Nobuyoshi Hara
    • Organizer
      EUROCORR 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ステンレス鋼/介在物界面の電気化学溶解特性に及ぼす母相および介在物組成の影響2019

    • Author(s)
      西本 昌史、武藤 泉、菅原 優、原 信義
    • Organizer
      日本金属学会 2019年春期講演大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Effect of Molybdenum on Pit Initiation at Manganese Sulfide Inclusions in Stainless Steel2018

    • Author(s)
      Masashi Nishimoto, Izumi Muto, Yu Sugawara, Nobuyoshi Hara
    • Organizer
      AiMES 2018 (234th Meeting of The Electrochemical Society)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effects of valve metals on passive films of Fe-15Cr stainless steels2018

    • Author(s)
      Masashi Nishimoto, Jan Philipp Kollender, Izumi Muto, Achim Walter Hassel
    • Organizer
      EnFI 2018 - 11th International Workshop on Engineering of Functional Interfaces
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ステンレス鋼のMnS介在物/鋼境界部の溶解挙動に及ぼすMoの影響2018

    • Author(s)
      西本 昌史、武藤 泉、菅原 優、原 信義
    • Organizer
      腐食防食学会 第65回材料と環境討論会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] MnS介在物を起点とするステンレス鋼の孔食発生に及ぼすMoの影響2018

    • Author(s)
      西本 昌史、武藤 泉、菅原 優、原 信義
    • Organizer
      日本鉄鋼協会 第175回春季講演大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] マイクロ電気化学法によるステンレス鋼のMnS介在物起点の孔食発生に及ぼすMoの影響解析2018

    • Author(s)
      西本 昌史、武藤 泉、菅原 優、原 信義
    • Organizer
      平成30年度腐食防食学会東北支部講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Role of Cerium Ions for Improving Pitting Corrosion Resistance of Sulfide Inclusions in Stainless Steels2017

    • Author(s)
      Masashi Nishimoto, Izumi Muto, Yu Sugawara, Nobuyoshi Hara
    • Organizer
      232nd ECS Meeting
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of Cerium on Pitting Corrosion Resistance of Sulfide Inclusions in Stainless Steels2017

    • Author(s)
      Masashi Nishimoto, Izumi Muto, Yu Sugawara, Nobuyoshi Hara
    • Organizer
      2017 Joint Symposium on MSE for the 21st Century
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ステンレス鋼の硫化物系介在物の電気化学特性に及ぼすCeおよびMoの影響解析2017

    • Author(s)
      西本 昌史、武藤 泉、菅原 優、原 信義
    • Organizer
      日本鉄鋼協会 第174回秋季講演大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 硫化物系介在物を起点とするステンレス鋼の孔食発生挙動に及ぼすCeの影響解析2017

    • Author(s)
      西本 昌史、武藤 泉、菅原 優、原 信義
    • Organizer
      材料と環境2017 (腐食防食学会春期講演大会)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 耐食性評価用金属試験片の作製方法2019

    • Inventor(s)
      西本 昌史、武藤 泉、菅原 優、原 信義
    • Industrial Property Rights Holder
      西本 昌史、武藤 泉、菅原 優、原 信義
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] Ce含有耐食鋼2019

    • Inventor(s)
      西本 昌史、武藤 泉、菅原 優、原 信義
    • Industrial Property Rights Holder
      西本 昌史、武藤 泉、菅原 優、原 信義
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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