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ステンレス鋼におけるMnS介在物起点の孔食発生機構の解明と高耐食化の新原理の創出

研究課題

研究課題/領域番号 24246118
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 材料加工・処理
研究機関東北大学

研究代表者

原 信義  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40111257)

研究分担者 武藤 泉  東北大学, 大学院工学研究科, 教授 (20400278)
菅原 優  東北大学, 大学院工学研究科, 助教 (40599057)
赤尾 昇  東北大学, 大学院工学研究科, 助手 (80222503)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
47,970千円 (直接経費: 36,900千円、間接経費: 11,070千円)
2014年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2013年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2012年度: 34,710千円 (直接経費: 26,700千円、間接経費: 8,010千円)
キーワードステンレス鋼 / 孔食発生機構 / 硫化物介在物 / 耐孔食性 / コンビナトリアルアプローチ / 低温浸炭処理 / 硫化物系介在物 / 省資源 / 孔食 / マイクロ電気化学測定
研究成果の概要

ステンレス鋼の耐孔食性を改善するために,非金属介在物起点の孔食発生機構を解明し,高耐食化の新原理を創出した。MnSの溶解により生ずるチオ硫酸イオンが不均化反応により元素状イオウとなって鋼表面に析出し,このイオウと塩化物イオンの相乗作用によってMnS/鋼界面での脱不働態化と溝状溶解が起こり,深くなった溝内部でピットが発生すると,再不働態化せずに成長性孔食になることが判明した。この機構に基づき,高耐食化の新原理として,1%以下の微量のSn添加により,MnS/鋼界面の脱不働態化を抑制する方法などを考案した。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2015 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (16件) (うち査読あり 16件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Microelectrochemical Aspects of Interstitial Carbon in Type 304 Stainless Steel: Improving Pitting Resistance at MnS Inclusion2015

    • 著者名/発表者名
      Aya Chiba, Shuhei Shibukawa, Izumi Muto, Takashi Doi, Kaori Kawano, Yu Sugawara, and Nobuyoshi Hara
    • 雑誌名

      Journal of the Electrochemical Society

      巻: 162 号: 6 ページ: C270-C278

    • DOI

      10.1149/2.0851506jes

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 硫化物系介在物のマイクロ電気化学特性とステンレス鋼の孔食発生機構2015

    • 著者名/発表者名
      千葉 亜耶、武藤 泉、菅原 優、原 信義
    • 雑誌名

      表面科学

      巻: 36 号: 1 ページ: 18-23

    • DOI

      10.1380/jsssj.36.18

    • NAID

      130004785071

    • ISSN
      0388-5321, 1881-4743
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct Observation of Pit Initiation Process on Type 304 Stainless Steel2014

    • 著者名/発表者名
      Aya Chiba, Izumi Muto, Yu Sugawara, and Nobuyoshi Hara
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 55 号: 5 ページ: 857-860

    • DOI

      10.2320/matertrans.M2014028

    • NAID

      130004455301

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Corrosion and Cracking of Sulfide Inclusions on Pit Initiation in Stainless Steel2014

    • 著者名/発表者名
      Naoya Shimahashi, Izumi Muto, Yu Sugawara, and Nobuyoshi Hara
    • 雑誌名

      Journal of the Electrochemical Society

      巻: 161 号: 10 ページ: C494-C500

    • DOI

      10.1149/2.0831410jes

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 局部腐食研究の進歩と将来2014

    • 著者名/発表者名
      原 信義
    • 雑誌名

      Zairyo‐to‐Kankyo

      巻: 63 号: 4 ページ: 132-137

    • DOI

      10.3323/jcorr.63.132

    • NAID

      130004706009

    • ISSN
      0917-0480, 1881-9664
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Compositional Characterization of Inclusion/Matrix Boundaries and Relation to Pit Initiation at MnS in Stainless Steel2014

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Tohjoh, Izumi Muto, Aya Chiba, Yu Sugawara, and Nobuyoshi Hara
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 58(38) 号: 38 ページ: 39-45

    • DOI

      10.1149/05838.0039ecst

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Applied Stress on Dissolution Morphology and Pit Initiation Behavior of MnS Inclusion in Stainless Steel2014

    • 著者名/発表者名
      Naoya Shimahashi, Izumi Muto, Yu Sugawara, and Nobuyoshi Hara
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 58(31) 号: 31 ページ: 13-22

    • DOI

      10.1149/05831.0013ecst

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The Role of Oxide Films on TiS and Ti4C2S2 Inclusions in the Pitting Corrosion Resistance of Stainless Steels2013

    • 著者名/発表者名
      Naoya Shimahashi, Izumi Muto, Yu Sugawara, Nobuyoshi Hara
    • 雑誌名

      Journal of The Electrochemical Society

      巻: 第160巻 号: 6 ページ: C262-C269

    • DOI

      10.1149/2.089306jes

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pit Initiation Mechanism at MnS Inclusions in Stainless Steel: Synergistic Effect of Elemental Sulfur and Chloride Ions2013

    • 著者名/発表者名
      Aya Chiba, Yu Sugawara, Izumi Muto, and Nobuyoshi Hara
    • 雑誌名

      Journal of the Electrochemical Society

      巻: 160 号: 10 ページ: C511-C520

    • DOI

      10.1149/2.081310jes

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microscopic Polarization Behavior and Thermodynamic Stability of TiS and Ti4C2S2 Inclusions in Stainless Steels2013

    • 著者名/発表者名
      Naoya Shimahashi, Izumi Muto, Yu Sugawara, Nobuyoshi Hara
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 50 ページ: 3-14

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microelectrochemical Investigation of Pit Initiation and Selective Dissolution between MnS and Stainless Steel2013

    • 著者名/発表者名
      Aya Chiba, Izumi Muto, Yu Sugawara, Nobuyoshi Hara
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 50 ページ: 15-23

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Microelectrochemical System for In Situ High-Resolution Optical Microscopy : Morphological Characteristics of Pitting at MnS Inclusion in Stainless Steel2012

    • 著者名/発表者名
      Aya Chiba, Izumi Muto, Yu Sugawara, and Nobuyoshi Hara
    • 雑誌名

      Journal of The Electrochemical Society

      巻: 159 号: 8 ページ: C341-C350

    • DOI

      10.1149/2.054208jes

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of Pitting Corrosion Resistance of Type 316L Stainless Steel by Potentiostatic Removal of Surface MnS Inclusion2012

    • 著者名/発表者名
      Nobuyoshi Hara
    • 雑誌名

      International Journal of Corrosion

      巻: 2012 ページ: 482730-482730

    • DOI

      10.1155/2012/482730

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 鉄と鋼の不働態皮膜2012

    • 著者名/発表者名
      原 信義
    • 雑誌名

      ふぇらむ

      巻: 17 ページ: 22-27

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 孔食,介在物による腐食2012

    • 著者名/発表者名
      武藤 泉
    • 雑誌名

      ふぇらむ

      巻: 17 ページ: 31-36

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a New Microelectrochemical Measurement System for In-situ Optical Microscopic Observation of Pit Initiation Processes2012

    • 著者名/発表者名
      Aya Chiba, Izumi Muto, Yu Sugawara, and Nobuyoshi Hara
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 41 号: 25 ページ: 237-245

    • DOI

      10.1149/1.3697593

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 低温浸炭処理によるMnS介在物起点のステンレス鋼の耐孔食性改善2015

    • 著者名/発表者名
      千葉亜耶、渋川周平、武藤 泉、土井教史、河野佳織、菅原 優、原 信義
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会 第169回春季講演大会
    • 発表場所
      東京大学、東京
    • 年月日
      2015-03-18 – 2015-03-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ステンレス鋼中のMnS介在物のマイクロ電気化学特性に及ぼす大気暴露の影響2015

    • 著者名/発表者名
      千葉亜耶、武藤 泉、菅原 優、原 信義
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会 第169回春季講演大会
    • 発表場所
      東京大学、東京
    • 年月日
      2015-03-18 – 2015-03-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ステンレス鋼中のMnS 介在物起点の孔食発生に及ぼす固溶炭素の影響2014

    • 著者名/発表者名
      千葉亜耶、渋川周平、武藤 泉、土井教史、河野佳織、菅原 優、原 信義
    • 学会等名
      第61回材料と環境討論会
    • 発表場所
      米子コンベンションセンター、米子
    • 年月日
      2014-11-26 – 2014-11-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Inclusion Size on Pit Initiation at MnS in Stainless Steel2014

    • 著者名/発表者名
      Aya Chiba, Izumi Muto, Yu, Sugawara, and Nobuyoshi Hara
    • 学会等名
      226th ECS Meeting
    • 発表場所
      Cancun, Mexico
    • 年月日
      2014-10-05 – 2014-10-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 鋼/介在物ヘテロ界面のマイクロ電気化学特性解明と界面ナノ構造制御による高耐食化原理の導出2014

    • 著者名/発表者名
      千葉亜耶、武藤 泉、東城雅之、菅原 優、原信義
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会 第168回秋季講演大会
    • 発表場所
      名古屋大学、名古屋
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ電気化学セルによるMnS介在物を起点とするステンレス鋼の孔食発生に及ぼす応力の影響解明2013

    • 著者名/発表者名
      武藤 泉
    • 学会等名
      材料と環境2013
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 微量S添加SUS304L中のMnS介在物のマイクロ電気化学特性2013

    • 著者名/発表者名
      東城 雅之
    • 学会等名
      材料と環境2013
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ステンレス鋼におけるMnS介在物起点の孔食発生機構の解明2013

    • 著者名/発表者名
      千葉亜耶
    • 学会等名
      第59回材料と環境討論会
    • 発表場所
      福島
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Compositional Characterization of Inclusion/Matrix Boundaries and Relation to Pit Initiation at MnS in Stainless Steel2013

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Tohjoh
    • 学会等名
      224th ECS Meeting
    • 発表場所
      United States of America, San Francisco
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] The Role of Elemental Sulfur and Chloride Ions on Pit Initiation at MnS Inclusion in Stainless Steel2013

    • 著者名/発表者名
      Aya Chiba
    • 学会等名
      224th ECS Meeting
    • 発表場所
      United States of America, San Francisco
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ電気化学計測法によるステンレス鋼の孔食発生初期におけるMnS 介在物/鋼境界部の溶解機構解析2012

    • 著者名/発表者名
      千葉亜耶
    • 学会等名
      第59回材料と環境討論会
    • 発表場所
      旭川
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] The Role of MnS Inclusions and Passive Films in the Initiation of Pitting Corrosion of Stainless Steels2012

    • 著者名/発表者名
      Nobuyoshi Hara
    • 学会等名
      PRiME 2012
    • 発表場所
      Honolulu, United States of America
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Microscopic Polarization Behavior and Thermodynamic Stability of TiS and Ti4C2S2 Inclusions in Stainless Steels2012

    • 著者名/発表者名
      Izumi Muto
    • 学会等名
      PRiME 2012
    • 発表場所
      Honolulu, United States of America
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Microelectrochemical Investigation of Pit Initiation and Selective Dissolution between MnS and Stainless Steel2012

    • 著者名/発表者名
      Aya Chiba
    • 学会等名
      PRiME 2012
    • 発表場所
      Honolulu, United States of America
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] MnS介在物/鋼ヘテロ界面のマイクロ電気化学特性2012

    • 著者名/発表者名
      東城雅之
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会 第164回秋季講演大会
    • 発表場所
      松山
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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