合金元素が窒素オーステナイトのフェライト変態へ及ぼす影響の包括的解明

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K17581
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 材料加工・組織制御工学; 構造・機能材料
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 佐藤 充孝 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (10547706)
• 研究協力者: 古原 忠 ; 宮本 吾郎
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: フェライト変態 / 窒素鋼 / 相界面析出 / エネルギー散逸

研究成果の概要

本研究では，純鉄およびMn，Mo，Crを添加させた合金において，浸窒処理により窒素を添加した窒素オーステナイトを得た後，α＋γ二相域においてα変態させ、αの形態，母相との結晶方位関係，α/γ界面における元素分配挙動を調査した．
変態駆動力の変化に伴い，旧オーステナイト粒界からフィルム状のAFおよび針状のWFの異なる二種類の形態のαが生成した．AFは隣接する母相の内，一方とK-S関係に近い方位を持ち K-S関係を持たない側に成長した．WFは母相とK-S関係を有していた．Mn，Moを添加するとαの変態速度が遅れ，Cr添加によりCrNの相界面析出を伴いながらα変態が進行することが明らかとなった．

自由記述の分野

相変態

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、Fe-N合金におけるフェライト変態はこれまでに報告されている炭素鋼における変態挙動と良く似た挙動を示し、炭素鋼での知見を基にFe-N系合金における変態挙動を理解することが可能であることが明らかとなった。一方で、窒化物形成能の高い元素であるCrを添加した試料では，CrN の相界面析出が生じることが明らかとなった。炭素鋼では相界面析出によりフェライトを強化した複相鋼板は高強度-高延性材料として現在幅広く利用されている鋼種であり、本研究の結果は窒素を利用した窒化物析出による新しい高強度鋼の開発へとつながる。