| 研究課題/領域番号 |
19H02461
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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 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分26040:構造材料および機能材料関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
井上 裕滋 大阪大学, 接合科学研究所, 教授 (60373693)
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| 研究分担者 |
門井 浩太 大阪大学, 接合科学研究所, 准教授 (40454029)
鴇田 駿 東北大学, 工学研究科, 助教 (60807668)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2020年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
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| キーワード | ステンレス鋼 / 溶接金属 / 異相界面 / フェライト / オーステナイト / ミクロ組織 / 結晶方位関係 / 耐食性 / δフェライト / レーシーδフェライト / 溶接 / 異相 / 結晶方位 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ステンレス鋼溶接金属の耐食性はミクロ組織と密接に関わっており、オーステナイト系ステンレス鋼溶接金属に存在するレーシーδフェライトとマトリックス相であるオーステナイト間の良好な界面性格によって、腐食現象が著しく抑制される。しかし、レーシーδフェライトの生成量は極めて少ない。そこで、本研究では、粒界工学に基づいた母材オーステナイトの結晶方位制御と溶接金属δフェライト核生成時の結晶方位制御を重畳させることにより、溶接金属中のレーシーδフェライトの生成を促進し、δフェライトとオーステナイト間の異相界面の性格制御技術を用いた高耐食溶接金属を実現する材料開発原理の構築を目指すものである。
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| 研究成果の概要 |
オーステナイト系ステンレス鋼の溶接金属では、レーシーδフェライトの生成を促進させることで耐食性の向上が期待される。オーステナイトの成長方向を制御した1パス目の溶接金属上に2パス目の溶接を行うことにより、1パス目および2パス目のオーステナイトがほぼ同一方向に成長し、2パス目のδフェライトがオーステナイトとK-S関係を満たして核生成もしくは成長する頻度が高くなる。この機構により2パス目のレーシーδフェライトの生成比率が大きくなることを明らかにした。また、このプロセスで作製した溶接金属では、レーシーδフェライト量が少ない従来の溶接金属に比べて、耐食性が向上することを確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ステンレス鋼の溶接構造物では、溶接金属の耐食性確保が使用性能の点から極めて重要となる。ステンレス鋼溶接金属の耐食性の改善には、Cr、Mo等の増量や溶接後の熱処理が行われてきたが、コストアップや環境負荷低減の観点から、化学組成や熱処理実施の有無に依らない耐食性改善技術の確立が喫緊の課題である。
オーステナイト系ステンレス鋼では、溶接凝固割れ抑制の観点から、溶接金属中にδフェライトが含有されるが、δフェライトの形態により、耐食性が大きく異なる。したがって、耐食性が良好なレーシーδフェライトの生成を促進させることが、化学組成制御に依らないミクロ組織制御に基づく高耐食溶接金属実現に極めて有効である。
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