| 研究概要 |
従来より,ステンレス鋼に対するレーザ表面改質は,主として粒界に析出したCr炭化物の溶体化や表面を溶融・急冷凝固させることによる準安定相の生成あるいは合金化を目的として行われてきた.本研究は,レーザ表面改質の中でもとくにレーザ表面溶融処理に着目し,同処理部の凝固組織をシールドガスを用いて積極的に変化させることによって,より耐食性に優れた表面改質部を実現することを目的としている.これまでに得られた主な知見を要約すると以下のとおりである.一般にシールドガスとして用いられるアルゴンを使用した場合,レーザ表面溶融処理部の組織はバミキュラー状のδフェライト(以下δと略す)がセル中央部に存在するδ初晶+δ一γオーステナイト(以下γと略す)2相凝固組織(FAモード)となる.これに対して,同一レーザ照射条件であっても窒素をシールドガスとして用いた場合,レーザ表面溶融処理部の組織はγ初晶+γ-δ2相凝固組織(AFモード)あるいはγ単相のセル状組織(Aモード)となる.一方,レーザ処理部の耐食性を電気化学的再活性化率測定法を用いて定量的に評価した結果,窒素をシールドガスとしたものの方がより広い条件範囲にわたって母材レベルの良好な耐食性が得られた.レーザ処理部中を電子顕微鏡を用いて観察した結果,アルゴンをシールドガスに用いたものでは,δ/γ粒界上にCr炭化物の析出が確認されたのに対して,シールドガスに窒素を用いたものには析出物は全く認められなかった.このことから,レーザ表面溶融処理時に窒素ガスでシールドした場合,γ化促進効果を有する窒素がレーザ処理部中に吸収され,Cr炭化物の析出を加速するδフェライトの生成が防止されることにより,耐食性の劣化要因である鋭敏化が抑制されることが明らかとなった.
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