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双晶発生による粒界構造変態を利用した難鋭敏化材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 12555193
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 材料加工・処理
研究機関東北大学

研究代表者

粉川 博之  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10133050)

研究分担者 佐藤 進  川崎製鉄株式会社, 技術研究所, 部門長(研究職)
佐藤 裕  東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00292243)
渡邊 忠雄  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40005327)
安田 功一  川崎製鉄株式会社, 技術研究所, 主任部員(研究職)
研究期間 (年度) 2000 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
13,600千円 (直接経費: 13,600千円)
2002年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2001年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2000年度: 11,500千円 (直接経費: 11,500千円)
キーワード粒界工学 / 粒界構造 / ステンレス鋼 / 鋭敏化 / 粒界腐食 / 粒界析出 / 加工熱処理 / 焼鈍双晶 / オーステナイト / クロム炭化物 / クロム欠乏
研究概要

優れた耐食性を示すオーステナイト系材料の大きな問題点として、溶接熱影響や高温使用時に生じる鋭敏化と呼ばれる粒界腐食が挙げられる。この鋭敏化現象は、粒界へのCr炭化物析出による粒界近傍のCr欠乏が原因と考えられている。この炭化物の粒界析出や粒界近傍のCr欠乏は、粒界の原子配列構造に依存することが示唆される。本研究結果から、低エネルギー構造を持つ粒界は炭化物が析出し難くCr欠乏が小さいが、高エネルギー構造を持つ粒界は炭化物が析出し易くCr欠乏が大きい傾向が認められた。また、低歪加工低温熱処理の加工熱処理によるステンレス鋼より、低エネルギー粒界の存在率が極めて高く、かつ均一に分布した最適粒界構造分布制御が実現し、耐粒界腐食性が通常母材に比べて4倍以上向上した。さらに、粒界構造分布制御の最適化のための加工熱処理条件におよぼす化学組成の影響を調べた。その結果、化学組成の変化に応じて最適化制御のための加工熱処理条件は変化し、炭素量が最も大きな影響をもつことがわかった。すなわち、最適化加工熱処理条件は、炭素量が多いほど予加工量が増加し、温度が上昇した。硫黄や燐などの粒界偏析元素は粒界構造分布の最適化を多少困難にするものの、最適化された材料は粒界偏析元素濃度にかかわらず優れた耐粒界腐食性を示した。以上の結果から、オーステナイト系ステンレス鋼の化学組成に応じて適切な加工熱処理条件を選択することによって、耐粒界腐食性に優れた粒界構造分布制御材料が作製できることが明らかになった。さらに、このオーステナイト系ステンレス鋼粒界構造分布制御材料をアーク溶接し、溶接熱影響部の組織解析と耐粒界腐食性の評価を行ったところ、通常材料に比べて鋭敏化し難く、ウェルドディケイを生じ難いことが示されると同時に、最適化された粒界構造分布の熱的安定性が高いことも明らかになった。

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (36件)

  • [文献書誌] Hiroyuki Kokawa: "Grain-Boundary Structure and Precipitation in Sensitized Austenitic Stainless Steel"JOM (Journal of The Minerals, Metals & Materials Society). 52・7. 34-37 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroyuki Kokawa: "Arrest of Weld Decay of Austenitic Stainless Steel by Grain Boundary Engineering"Proceedings of International Workshop on Fundamental Study and Its Application of Intelligent Nano and Mesoscopic Structured Materials by Field Control, edited by S. Chonan et al. Sendai, Japan. 91-105 (2000)

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  • [文献書誌] Hiroyuki Kokawa: "Effect of Grain Boundary Structure on Weld Decay of 304 Austenitic Stainless Steel"Proceedings of J. J. Jonas Symposium on Thermomechanical Processing of Steel, edited by S. Yue et al., COM 2000, CIM Conference, Ottawa, Ontario, Canada. 581-593 (2000)

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  • [文献書誌] Hiroyuki Kokawa: "Dependence of Carbide Precipitation on Grain Boundary Structure in Sensitized Austenitic Stainless Steel"Properties of Complex Inorganic Solids 2, et. by A. Meike et al., Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York. 17-26 (2000)

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  • [文献書誌] Masayuki Shimada: "Arrest of Intergranular Corrosion in Austenitic Stainless Steel by Twin-Induced Grain Boundary Engineering"Proceedings of Asian Pacific Conference on Fracture And Strength '01 & International Conference on Advanced Technology In Experimental Mechanics '01, The Japan Society of Mechanical Engineers, Sendai, Japan. 2・01-203. 1036-1040 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masayuki Shimada: "Prevention of Weld Decay of Austenitic Stainless Steel by Twin-induced Grain Boundary Engineering"Proceedings of the Seventh International Welding Symposium of Today and Tomorrow in Science and Technology of Welding and Joining, Japan Welding Society, Kobe, Japan. 2. 681-686 (2001)

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  • [文献書誌] Masayuki Shimada: "Optimization of grain boundary character distribution for intergranular corrosion resistant 304 stainless steel by twin-induced grain boundary engineering"Acta Materialia. 50・9. 2331-2341 (2002)

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  • [文献書誌] Hiroyuki Kokawa: "Production of Intergranular Corrosion-Resistant Stainless Steel by Twin-Induced Grain Boundary Engineering"Proceedings of the 7th Inter-University Research Seminar on materials Science, Welding, Joining and Allied Processes, Bratislava, Slovakia, edited by P. Orszagh, ATP Technika. 5-11 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroyuki Kokawa: "Intergranular Corrosion-Resistant Stainless Steel by Grain Boundary Engineering"Proceedings of International Welding/Joining Conference-Korea 2002 on Intelligent Technology in Welding and Joining for the 21st Century, Gyeongju, Korea. 250-254 (2002)

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  • [文献書誌] Hiroyuki Kokawa: "Intergranular Corrosion-Resistant Stainless Steel by Twin-Induced Grain Boundary Engineering"Annales de Chimie, Science des Materaix. 27・Suppl.1. S315-S325 (2002)

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  • [文献書誌] Masayuki Shimada: "Effect of Twin-induced Grain Boundary Engineering on Intergranular Corrosion in Austenitic Stainless Steel"Proceedings of the 6th International Conference on Trends in Welding Research, Georgia, USA, edited by S. A. David et al.,ASM International. 93-98 (2003)

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  • [文献書誌] Hong Yun Bi: "Suppression of chromium depletion by grain boundary structural change during twin-induced grain boundary engineering of 304 stainless steel"Scripta Materialia. (投稿中). (2003)

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  • [文献書誌] Hiroyuki Kokawa: "Grain-Botrndary Structum arid Precipitin in Sensitized Austenitic Stainless Steel"JOM (Journal of The Minerals, Metals &Materials Society). 52-7. 34-37 (2000)

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  • [文献書誌] Hiroyuki Kokawa: "Arrest of Weld Decay of Austenitic Stainless Steel by Grain Boundary Engineering"Proceedings or International Workshop on Fundamental Study and Its Application of Intelligent Nano and Mesoscopic Structured Materials by Field Control, edited by S. Chonan et al. Sendai, Japan. 91-105 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hirouchi Kokawa: "Effect of Grain Boundary Structure on Weld Decay of 304 Austenitic Stainless Steel"Proceedings of J. J. Jonas Symposium on Thermomechanical Processing of Steel, edited by S. Yue at al., COM 2000, CIM Conference, Ottawa, Ontario, Canada. 581-593 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroyuki Kokawa: "Dependence of Carbide Precipitation on Grain Boundary Structure in Sensitized Austenitic Stainless Steel"Properties of Complex Inorganic Solids 2, ed. by A. Meike et al., Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York. 17-26 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masayuki Shimada: "Arrest of Intergranular Corrosion in Austenitic Stainless Steel by Twin-Induced Grain Boundary Engineering"Proceedings of Asian Pacific Conference on Fracture And Strength '01 & International Conference on Advanced Technology In Experimental Mechanics '01 , The Japan Society of Mechanical Engineers, Sendai, Japan. 2-01-203. 1036-1040 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masayuki Shimada: "Prevention of Weld Decay of Austenitic Stainless Steel by Twin-induced Gram Boundary Engineering"Proceedings of the Seventh International Welding Symposium on Today and Tomorrow in Science and Technology of Welding and Joining, Japan Welding Society, Kobe, Japan. 2. 681-686 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masayuki Shimada: "Optimization of grain boundary character distribution for intergranular corrosion resistant 304 stainless steel by twin-induced grain boundary engineering"Acta Materialia. 50-9. 2331-2341 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroyuki Kokawa: "Production of Intergranular Corrosion-Resistant Stainless Steel by Twin-Induced Grain Boundary Engineering"Proceedings of the 7th Inter-University Research Seminar on Materials Science, Welding, Joining and Allied Processes, Bratislava, Slovakia, edited by P. Orszagh, ATP Technika. 5-11 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroyuki Kokawa: "Intergranular Corrosion-Resistant Stainless Steel by Grain Boundary Engineering"Proceedings of International Welding/Joining Conference-Korea 2002 on Intelligent Technology in Wedding and Joining for the21st Century, Gyeongju, Korea. 250-254 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroyuki Kokawa: "Intergranular Corrosion-Resistant Stainless Steel by Twin-Induced Grain Boundary Engineering"Annales de Chimie, Science des Materaix, 27-Sippl.. 1. S315-S325 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masayuki Shimada: "Effect of Twin-induced Grain Boundary Engineering on Intergranular Corrosion in Austenitic Stainless Steel"Proceedings of tee 6th International Conference on Trends in Welding Research, Georgia, USA, edited by S. A. David et al., ASM International. 93-96 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hong Yun Bi: "Suppression of chromium depletion by grain boundary structural change during twin-induced grain boundary engineering of 304 stainless steel"Scripta Materialia, 2003 submitted. (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masayuki Shimada: "Optimization of grain boundary character distribution for intergranular corrosion resistant 304 stainless steel by twin-induced grain boundary engineering"Acta Materialia. 50・9. 2331-2341 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Hiroyuki Kokawa: "Production of Intergranular Corrosion-Resistant Stainless Steel by Twin-Induced Grain Boundary Engineering"Proceedings of the 7^<th> Inter-University Research Seminar on Materials Science, Welding, Joining and Allied Processes, Bratislava, Slovak University of Technology, Slovakia, Edited by P.Orszagh, ATP Technika. 5-11 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Hiroyuki Kokawa: "Intergranular Corrosion-Resistant Stainless Steel by Grain Boundary Engineering"Proceedings of International Welding/Joining Conference-Korea 2002 on Intelligent Technology in Welding and Joining for the 21^<st> Century, Gyeongju, Koera. 250-254 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Hiroyuki Kokawa: "Intergranular Corrosion-Resistant Stainless Steel by Twin-Induced Grain Boundary Engineering"Annales de Chimie, Science des Materaix. 27・suppll. S315-S325 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Masayuki Shimada: "Arrest of Intergranular Corrosion in Austenitic Stainless Steel by Twin-Induced Grain Boundary Engineering"Proceedings of Asian Pacific Conference on Fracture And Strength '01 & International Conrence on Advanced Technology In Experimental Mechanics '01, The Japan Society of Mechanical Engineers, Sendal, Japan, 2001, No.01-203. 2. 1036-1040 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Masayuki Shimada: "Prevention of Weld Decay of Austenitic Stainless Steel by Twin-induced Grain Boundary Engineering"Proceedings of the Seventh International Welding Symposium on Today and Tomorrow in Science and technology of Welding and Joining, Japan Welding Sociely. 2. 681-686 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Hiroyuki Kokawa: "Intergranular Corrosion-Resistant Stainless Steel by Twin-Induced Grain Boundary Engineering"Annales de Chimie, Science des Materaix. (印刷中). (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Masayuki Shimada: "Optimization of grain boundary character distribution for intergranular corrosion resistant 304 stainless steel by twin-induced grain boundary engineering"Acta Materialia. (印刷中). (2002)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Hiroyuki Kokawa: "Grain-Boundary Structure and Precipitation in Sensitized Austenitic Stainless Steel"Journal of The Minerals, Metals & Materials Society. 52・7. 34-37 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Hiroyuki Kokawa: "Arrest of Weld Decay of Austenitic Stainless Steel by Grain Boundary Engineering"Proceedings of International Workshop on Fundamental Study and Its Application of Intelligent Nano and Mesoscopic Structured Materials by Field Control, edited by S. Chonan,J.Tani, T.Watanabe and Y.Yamazaki,ISRE 2000. 91-105 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Hiroyuki Kokawa: "Effect of Grain Boundary Structure on Weld Decay of 304Austenitic Stainless Steel"Proceedings of J.J.Jonas Symposium on Thermomechanical Processing of Steel, edited by S.Yue and E.Essadiqi, COM 2000. 581-593 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Hiroyuki Kokawa: "Dependence of Carbide Precipitation on Grain Boundary Structure in Sensitized Austenitic Stainless Steel"Properties of Complex Inorganic Solids 2,ed.by A.Meike et al.,Kluwer Academic/Plenum Publishers,New York. 17-26 (2000)

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      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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