研究課題/領域番号 |
16K06818
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研究種目 |
基盤研究(C)
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配分区分 | 基金 |
応募区分 | 一般 |
研究分野 |
金属・資源生産工学
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研究機関 | 秋田工業高等専門学校 |
研究代表者 |
磯部 浩一 秋田工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (10373929)
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研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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配分額 *注記 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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キーワード | 鋳包み / 真空 / 熱間鍛造 / マクロ偏析 / 接合 / 偏析防止 / 造塊法 / 拡散接合 / 溶解 / 凝固 / 真空鋳造 / 鋼塊 / 偏析再現実験 / 大型構造材鋼材製造技術 / 偏析 |
研究成果の概要 |
大型鋼塊用の造塊法での効果的で汎用性に富んだマクロ偏析対策として、母材と同一組成の芯材を鋳型中央部に設置して真空下で鋳包む鋳造と熱間鍛造の組合せを検討し、偏析対策としての有効性をラボ実験で検証した。また、通常の大気中鋳包み法では接合が困難な条件下でも、本法では芯材と母材との良好な接合が実現できることを明らかにした。マクロ偏析再現鋳造と鋳包み鋳造実験での芯材の溶製挙動と溶鋼の凝固挙動を直接差分法で解析し、本法のマクロ偏析生成抑制メカニズムと抑制のための凝固条件、本法での良好な接合メカニズムと接合条件を解明した。さらに、鋳包み鋳造の実験で、発生した内部割れの原因を考察し、防止指針を提示した。
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研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本法は汎用性と実用性を併せ持つ、極めて有効な世界初の造塊法での偏析防止対策であり、偏析レスで火力発電や原子力発電用の600t超の大型部品や大型反応容器の製造を実現できる。また、各種耐熱鋼や原子炉材料等で偏析分散の為の拡散処理やESR等でのダブルメルトやトリプルメルトの適用が不要となり、大幅なエネルギー消費量やCO2排出量の削減と製造コストの大幅な低減も可能となる。マクロ偏析による材質劣化の解消により部品の一層の大型化や高温発電等で熱効率や発電効率は大幅に改善でき、エネルギー消費量やCO2排出量を大幅に削減するなど、本技術は革新的構造材料創出とグリーンイノベーションの進展に大きく貢献する。
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