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窒素を利用した高強度-高延性鉄鋼材料の開発を目的とし、浸窒処理により窒素を均一に0.3mass%固溶させた窒素鋼の正変態および逆変態におよぼすMn添加の影響を詳細に調査した。また、引張試験を実施することにより、これら材料の機械特性の調査を行った。
正変態では、Mn添加により変態が遅延し、さらに添加量の増加に伴いさらに大きく遅延した。この変態の遅延は、Mn添加によるオーステナイトの安定化することに加え、フェライト/オーステナイト界面におけるbcc-fccへの構造変化により生じる摩擦、Mnの局所的な濃化(スパイク形成)、フェライト/オーステナイト間の分配時のMnの遅い拡散により生じるソリュートドラッグにて説明可能であることを明らかにした。
一方、逆変態では、Mn添加量に依らず塊状オーステナイトが旧オーステナイト粒界から、針状オーステナイトがラス・ブロック界面からそれぞれ析出した。またMn添加量および保持時間の増加に伴い塊状および針状いずれも成長し、平衡体積率に向かって増加した。しかし、3Mn材では逆変態途中に未変態のマルテンサイトよりη-Mn3N2の析出が生じ、保持時間の増加とともにη-Mn3N2が成長・粗大化した結果、逆変態オーステナイト体積率は減少した．
逆変態材の機械特性は、0Mn材との比較でMn添加により強度は低下、伸びは向上した。強度の低下は、Mn添加量の増加に伴い残留オーステナイト中のMn濃度の増加し、それに伴いN濃度も変化したが、いずれも0Mn材との比較で残留オーステナイトの熱力学的安定性が増加したことにより加工誘起変態が生じなかったためであると考えられる。
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