| 研究概要 |
市販の鋳造用コバルトクロム合金の7種類と加工用コバルトクロム合金の1種類に対して,パルスYAGレーザ照射を行った.形成された溶接部の金属組織観察,破面観察,ビッカース硬さ測定および母材のEPMAによる元素濃度分布分析を行い,以下の結果を得た.
合金の種類によって割れの程度は異なるものの,すべての市販の鋳造用コバルトクロム合金のレーザ溶接部には割れが発生した.割れの程度はコバルトクロム合金の種類によって差があるが,割れの大きなものでは母材部にまで割れがおよぶ合金もあった.
鋳造用コバルトクロム合金の破面は,母材,溶接部ともに脆性破壊破面であった.また,明らかに凝固割れと判断できる破面を形成する合金があった.
加工用コバルトクロム合金のレーザ溶接部には割れは発生しなかった.破面には母材,溶接部ともにディンプルが認められ,延性破壊したことが判明した.
鋳造用コバルトクロム合金の溶接部は硬化した.一方,加工用コバルトクロム合金では軟化した.
母材の成分元素はCr-richとCo-richの2相に分離できる.Cr-rich部分にMo,Si,S,Cなどが多かった.また,Si,Mn,Sなどは金属間化合物として存在する合金もあった.
以上より,鋳造用コバルトクロム合金のレーザ溶接部には,割れが発生することが多く,発生原因として,Si,Mn,Sなどによる金属間化合物の形成,溶接部の硬化による延性の低下などが考えられる.
以後,割れ発生の少ない合金の開発もしくは溶接方法の検討をすすめる予定である.
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