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高純度Fe-Cr合金の全濃度域における自己拡散およびW添加による粒界自己拡散

研究課題

研究課題/領域番号 12450255
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 金属物性
研究機関東北大学

研究代表者

飯島 嘉明  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70005411)

研究分担者 高木 清一  東北大学, 金属材料研究所, 助手 (70005966)
安彦 兼次  東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (80005959)
山崎 仁丈  東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (30292246)
研究期間 (年度) 2000 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
13,100千円 (直接経費: 13,100千円)
2001年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2000年度: 10,700千円 (直接経費: 10,700千円)
キーワード高純度 / Fe-Cr合金 / 拡散 / 体拡散 / 粒界拡散 / タングステン添加 / σ相 / 析出物 / 粒界強化機構
研究概要

本研究においては高クロム濃度の高純度Fe-Cr合金を製造し、従来のFe-Cr合金状態図に従えばσ相が当然出現する温度・組成領域を含む広い温度・組成範囲、特に高Cr域の高純度Fe-Cr合金について拡散の実験を詳細に行って、拡散中のσ相出現の有無を検討すると共に、Fe-Cr合金全濃度・温度域の拡散機構を解明することを目的とした。さらに、最近Wの添加が高温度強度向上に著しく寄与することが判明したので、Wの添加試料について粒界自己拡散の実験を行って、W添加による粒界強化機構を検討する。高純度Fe-50Cr、Fe-60Cr合金および超高純度Fe-50Cr-8W合金を溶製後拡散試料として調整し、それぞれの合金において体拡散係数および粒界拡散能を決定した。その結果、以下のことが明らかにされた。(1)923-1453Kの温度範囲において得られたFe-50Cr合金中の自己体拡散のアレニウスプロットはα-σ相変態温度である1103K以下の低温域においても直線性を示した。これは高純度Fe-50Cr合金においてはσ相はほとんど形成されず、体拡散係数に影響しないことを示唆している。(2)Fe-50Cr合金におけるCrおよびFeの粒界拡散のアレニウスプロットはそれぞれ低温で下方に曲がる傾向を示した。これは(Cr, Fe)_<23>C_6相が粒界に沿って生成したことによるものと考えられる。(3)1023-1373Kの温度範囲において得られたFe-50Cr-8W合金中のFeおよびCrの体拡散係数はFe-50Cr合金のものより小さいが、Fe-60Cr合金のものとほぼ同様であった。(4)タングステン添加は体拡散に対して実質的にクロム量の増加と同じ効果がある。(5)1103K以上の温度範囲において、Fe-50Cr-8W合金中のFeおよびCrの粒界拡散能はFe-50Cr合金のものに比べて1から1.5桁小さく、タングステン添加は粒内よりも粒界に強く影響を及ぼす。

報告書

(3件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (14件)

  • [文献書誌] M.Sugihara: "Self-Diffusion in High Purity Fe-50mass% Cr Alloy"Mater.Trans.JIM. 41. 87-90 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Yamazaki: "Volume and Grain Boundary Diffusion in High Purity Cr-Fe Alloys"Phys.Stat.Solid a. 189. 97-105 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Takasawa: "Self-Diffusion in a High-Purity Fe-50mass% Cr-8mass% W alloy"Mater.Trans.JIM. 43. 178-181 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Sugihara: "Self-Diffusion in High Purity Fe-50mass% Cr Alloy"Mater. Trans. JIM. 41. 87-90 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Yamazaki: "Volume and Grain Boundary Diffusion In High Purity Cr-Fe Alloys"Phys. Stat. Solid. a.189. 97-105 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Takasawa: "Self-Diffusion in a High-Purity Fe-50mass%Cr-8mass%W alloy"Mater. Trans.. 43. 178-181 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Yamazaki: "Volume and Grain Boundary Diffusion in High Purity Cr-Fe Alloys"Phys. Stat. Solid a. 189. 87-90 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Takasawa: "Self-Diffusion in a High-Purity Fe-50mass%Cr-8mass%W alloy"Mater. Trans. JIM. 43(in press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Sugihara: "Self-Diffusion in High Purity Fe-50mass%Cr Alloy"Mater.Trans.JIM. 41. 87-90 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Yano: "Role of Carbon and Nitrogen on the Transformation of the Sigma Phase in High Purified Fe-50mass%Cr Alloys"Mater.Trans.JIM. 41. 122-129 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] J.Ohta: "In situ Transmission Electron Microscopy of Carbide Precipitation in Fe-50%Cr Alloys at Elevated Temperatures "Mater.Trans.JIM. 41. 130-135 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] G.Kanou: "Mechanical Properties of a High-Purity 60mass%Cr-Fe Alloy"Mater.Trans.JIM. 41. 197-202 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Isozaki: "Role of Tungsten in the Mechanical Properties of a High-Purity Fe-50mass%Cr Alloy at 293-773K"Mater.Trnas.JIM. 41. 194-196 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] E.Wakai: "Effects of Neutron Irradiation on Tensile Properties in High-Purity Fe-(9-50)Cr and Fe-50Cr-xW Alloys"Mater.Trans.JIM. 41. 136-140 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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