| 研究概要 |
高炭素クロム軸受鋼(SUJ2)の研削スラッジと廃アルミニウム缶ペレットを純Fe及び純Alと仮定してFe-28at%Alに秤量し、高周波溶解炉を用いて溶解してリサイクル型の鉄アルミナイド(Re-Fe_3A1)を作製した。その際、本年度はSUJ2に含まれる炭素に着目して、両廃材の溶解中に種々の遷移金属(Ti, Zr, V, Nb)を添加し、カリバイド分散型のRe-Fe_3Alの作製を試みた結果、これらの遷移金属は溶湯内で炭素と反応し、添加した遷移金属の違いにより種々の異なるカーバイドとして生成し、種々のカーバイドが分散したRe-Fe_3Al複合材料が作製可能であった。硬さは、388HV0.5(TiC)、473HV0.5(ZrC)、456HV0.5(NbC)および380HV0.5(V_4C_3)であり、何れの複合材料もRe-Fe_3Alと比較して硬い事が明らかとなった。摩耗特性を調べた結果、荷重の増加に伴ってその差は明確となり、何れの荷重においてもRe-Fe_3組が最も摩耗量が多く、各種の炭化物炉分散した試料の摩耗量が少なく、その中でもおよびNbCが分散した合金の摩耗量が少なかった。88Nの荷重においてNbCが分散した合金では摩耗量が308μm(すべり距離188m)であり、Re-Fe_3Alの560μmと比較して半分程度であった。また、鋳鉄(FC200)と出発材であるSUJ2(焼き入れ後)の88Nにおける摩耗量はそれぞれ、FC200で1100μmおよびSUJ2は215μmであった。以上の結果から、本研究で創製したカーバイド分散型のRe-Fe_3Al/TMC複合材料はわずかな遷移金属の添加により、より硬さや摩耗特性において付加価値が向上し、出発材であるSJU2(焼き入れ後)と比較すると、同等もしくは、やや耐摩耗特性は劣るもめの、鋳鉄と比較すると優れた耐摩耗特性を有している事がわかった。
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