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Niフリーステンレス鋼の高機能化に向けた窒素拡散機構解明とナノ組織制御

研究課題

研究課題/領域番号 17760574
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 構造・機能材料
研究機関鈴鹿工業高等専門学校 (2006-2007)
独立行政法人物質・材料研究機構 (2005)

研究代表者

黒田 大介  鈴鹿工業高等専門学校, 材料工学科, 講師 (70343879)

研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2007年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
2006年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2005年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード加工熱処理 / 結晶粒微細化 / 金属物性 / 構造・機能材料 / 医療・福祉
研究概要

溶製したFe-24Cr-2Moについて鍛造仕上げ温度1223K以上および室温にて減面率99.5%以上の熱間および冷間加工を施した。得られた厚さ(t)0.5mmの板材に対して1373K以上の温度で3.6ks以上の窒素吸収処理を施し、およそ1.2mass%の窒素を含むNiフリーステンレス鋼を作製した。作製したFe-24Cr-2Mo-1.2Nの窒素吸収処理後の平均結晶粒径はおよそ50μmであり、前年度よりもミクロ組織は大きかった。EPMAによる分析を行った結果、Fe、Cr、Nは均一分布していたがMoについては結晶粒界近傍に偏析する傾向が認められた。窒素吸収処理後の加工熱処理によるさらなる結晶粒微細化を検討するために、40%までの冷間圧延を施したFe-24Cr-2Mo-1.2N板材のミクロ組織と耐食性を評価した。316L鋼および430M鋼についても同様に評価した。Fe-24Cr-2Mo-1.2Nについては、20%以上の圧下率でマルテンサイト相への応力誘起変態が認められ、マルテンサイト量は圧下率の増加にともない0.35%まで増加した。一方、圧下率40%の冷間圧延を施した316L鋼のマルテンサイト量は最大0.19%であり、Niフリーステンレス鋼のおよそ1/2の値であった。塩化第二鉄腐食試験により耐食性の評価を行った結果、圧下率40%の冷間圧延を施したFe-24Cr-2Mo-1.2Nは同様の冷間加工を施した316L鋼のおよそ90倍の耐食性を示した。圧下率40%の冷間圧延を施したFe-24Cr-2Mo-1.2N表面では最大20μmの孔食が観察された。孔食内部では結晶粒界に沿う腐食痕が認められた。したがって、Nは結晶粒界に偏析していると考えられる。Niフリーステンレス鋼については冷間加工による耐食性の低下が微小であるため、加工ひずみを利用した高機能化も有効であると考えられる。

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] 生体用Niフリーステンレス鋼2008

    • 著者名/発表者名
      黒田大介
    • 雑誌名

      熱処理 1

      ページ: 18-25

    • NAID

      10021164083

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Niフリーステンレス鋼2007

    • 著者名/発表者名
      黒田大介
    • 雑誌名

      金属 77巻2号

      ページ: 30-36

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] New Manufacturing Process of Nickel-Free Stainless Steel through Nitrogen Absorption Treatment2006

    • 著者名/発表者名
      D.Kuroda, T.Hanawa, T.Hibaru, S.Kuroda, M.Kobayashi, T.Kobayashi
    • 雑誌名

      Journal of The Japan Institute of Metals Vol.70,No.4(in press)

    • NAID

      10017413265

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] Niフリーステンレス鋼の耐食性におよぼす冷間加工の影響2007

    • 著者名/発表者名
      崔炳康, 黒田大介
    • 学会等名
      日本金属学会・日本鉄鋼協会東海支部第17回学生による材料フォーラム
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2007-12-14
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Niフリーステンレス鋼のミクロ組織と腐食特性の関係2007

    • 著者名/発表者名
      中村晃規, 黒田大介
    • 学会等名
      日本金属学会・日本鉄鋼協会東海支部第17回学生による材料フォーラム
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2007-12-14
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Mechanical Properties of Nickel-free Stainless Steel Fabricated with Nitrogen Absorption2007

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kuroda, Takao Hanawa, Takaaki Hibaru, Syuji Kuroda, Masaki Kobayashi, Masaki Fujiwara
    • 学会等名
      International Symposium on Sustainable Energy & Materials, ISSEM 2007
    • 発表場所
      Ishigaki OKinawa, Japan
    • 年月日
      2007-10-31
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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