| 研究課題/領域番号 |
08455328
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
材料加工・処理
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
粉川 博之 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10133050)
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| 研究分担者 |
佐藤 裕 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00292243)
佐藤 嘉洋 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (00170796)
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| 研究期間 (年度) |
1996 – 1998
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| 研究課題ステータス |
完了 (1998年度)
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| 配分額 *注記 |
7,500千円 (直接経費: 7,500千円)
1998年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1997年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
1996年度: 5,900千円 (直接経費: 5,900千円)
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| キーワード | ステンレス鋼 / 溶接・接合 / 窒素 / ミクロ組織 / 腐食 / 高温変態 / 機械的性質 / レーザ / 表面改質 / シグマ相 / 容接・接合 / 熱力学 / 相変態 / 耐食性 |
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| 研究概要 |
ステンレス鋼の溶接・接合及び表面改質過程における窒素の吸収及び放出挙動は、γ/δ相比や固溶析出現象を左右し、ミクロ組織及び諸性質に極めて大きな影響を与える。従って、窒素の挙動の制御が溶接・接合及び表面改質部の諸特性の改善に有効と考えられるが、その基礎的情報は少ない。そこで本研究は、窒素を含む溶接雰囲気下でステンレス鋼の溶接・接合及びレーザ表面改質を行い、諸性質の変化を系統的に調べ、ミクロ組織を制御するための基礎的資料を得ることを目的として行い、以下の結果を得た。
1、 熱力学に基づいてアーク溶接における鉄合金の窒素定量予測式を構築し、ステンレス鋼溶接金属に適用した結果、実測値と良く一致した。
2、 レーザ溶接時のステンレス鋼溶接金属の窒素および酸素吸収挙動を調べた結果、アーク溶接の場合と比べて窒素および酸素ともに吸収量が著しく少なかった。レーザ溶融過程の窒素および酸素の吸収・放出挙動を熱力学的に検討した。
3、 雰囲気中の窒素分圧を制御することによって二相ステンレス鋼溶接金属中のγ/δ相比を大きく変えることができた。溶接金属の耐食性は窒素量が増加するほど向上した。窒素吸収による耐食性向上の原因を、γ/δ相比、合金成分の分布、窒化物析出などの観点から検討した。また、恒温熱処理において、母材に比べて溶接金属の方がσ相析出が遅く、溶接金属の窒素量が多く初期δ量が少ないほど、σ析出量が急激に増加する時間は早く、また最終的なσ析出量は少なくなった。さらに、σ析出がγ/δ界面構造に依存することを示し、界面制御によるσ脆化抑制の可能性を示唆した。
4、 高窒素高強度γ系ステンレス鋼JJ1を用いて、アルゴンと窒素の混合ガス雰囲気下でアーク溶解及び溶接を行ったところ、溶接雰囲気の窒素分圧を変化させることにより、溶接金属の窒素量、硬度および衝撃靭性を制御することができた。
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