| 研究課題/領域番号 |
13555201
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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 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
材料加工・処理
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| 研究機関 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
三浦 秀士 熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (30117254)
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| 研究分担者 |
松田 光弘 熊本大学, 工学部, 助手 (80332865)
大津 雅亮 熊本大学, 工学部, 講師 (20304032)
河村 能人 熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 助教授 (30250814)
上村 誠 熊本県工業技術センター, 生産技術部・研究員
小松 敏泰 (株)本田技術研究所, 栃木研究所 第3研究ブロック, 研究員
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2003
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| 研究課題ステータス |
完了 (2003年度)
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| 配分額 *注記 |
10,200千円 (直接経費: 10,200千円)
2003年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2002年度: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2001年度: 5,100千円 (直接経費: 5,100千円)
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| キーワード | 金属粉末射出成形法 / 焼結低合金鋼 / Ni添加量 / 熱処理 / メゾヘテロ組織 / 機械的性質 |
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| 研究概要 |
本研究では、ネットシェイプ成形に優れたMIMプロセスによる超強靭焼結低合金(Fe-Ni-0.5%Mo-0.4%C熱処理材)の創製と機械的構造用高強度部材としての信頼性を得ることを目的として調査・検討を行ったもので、得られた研究成果を総括すると以下の通りである。
(1)Ni添加量の増加に伴い、延性を損なうことなく引張、疲労強度はともに飛躍的に上昇し、特に6mass%Ni添加材においては引張強度が約2000Mpa・疲労強度は約500Mpaで伸びは約5%を示すなど、超強靭な特性を示した。これは、基地自体が固溶強化したことに加え、高硬度なマルテンサイト相の割合が増加し、それらを網目状に焼きもどしマルテンサイト相が取り囲んだメゾヘテロ組織に起因したものといえる。
(2)473K焼戻しの場合、MIM材の疲労強度は575MPaであり、真密度材である粉末鋳造材(650MPa)には劣るが、従来の同組成P/M材を大幅に上回る値を示した。また823K焼戻し材の疲労強度は、低温焼戻し材と比べると基地組織の軟化により低下するものの、一般的な高強度機械部品用PIM材と比較すると良好な値を示した。
(3)不均質組織の原因であったNiの偏折について、焼結前、すなわち脱脂体においては数個〜敗十個のNi粉末が凝集しており(平均で直径15μmの領域)、焼結によりNiリッチ(Niの周囲の鉄基地中への拡散)として直径が80μm程度になっていることが判った。
(4)強度低下の原因である残留オーステナイトを出現させず、全てのNiリッチ相が高硬度なマルテンサイト組織となるようなモデル計算を試みたところ、Ni粉末の凝縮体の寸法が18μm以下であれば焼結後のNiリッチ相は全面が高硬度なマルテンサイト組織となり、また18μm以上の大きさのものが偏析すれば中心部が残留オーステナイトでその周りがマルテンサイト組織を呈することが判った。
以上より、大まかには約20μmの大きさのNi粉末を基地中に均一に約150μm闇隔で分散することができれば、これまで以上の超強靭な特性向上が期待できるものと推察された。
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