| 研究課題/領域番号 |
24246118
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
原 信義 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40111257)
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| 研究分担者 |
武藤 泉 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20400278)
菅原 優 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40599057)
赤尾 昇 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助手 (80222503)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 省資源 / ステンレス鋼 / 孔食 / 硫化物介在物 / マイクロ電気化学測定 |
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| 研究概要 |
省資源化と省エネルギー化（グリーン化）の社会的要求を満たし，少ない合金元素量でも高耐食性を発揮するグリーンステンレス鋼を創製することが重要である。そのために，本研究では（１）非金属介在物起点の孔食発生機構の解明と（２）高耐食化の新原理の創出を目的とする。項目（２）の具体的内容は，硫化物系介在物の不活性化（原理１）と微小ピットの活性溶解の抑制（原理２）である。いずれも微小な腐食起点の溶解特性制御による高耐食化であり，従来の化石燃料や鉱物資源を多量に消費する高合金化や高純度化による全面的な高耐食化とは根本的に異なる，高耐食化の新概念の提案である。
項目（１）に関して，本年度はマイクロ電気化学ラマン分光によるMnS溶解機構の解析を行った。新しい計測システムを作製し、MnSが溶解する際の生成物を直接分析することに成功した。最表層に元素状S，その下にFeSが生成していることを見出した。
項目（２）に関してはMnS介在物の高耐食化元素の探索を行った。SUS304鋼（18Cr-8Ni）を基本にし，Mn量を0.01，0.5，1.5%の３水準に変化させながら，これに金属X（TiおよびNb）を0.02～0.5% 添加した鋼を作製し，硫化物介在物の組成に及ぼす微量添加元素の影響を調べた結果，Mn量が少ない時には添加金属Xの硫化物XSが，Mn量が多い時にはMnSが，Mn含有量とX含有量が中間的な時には複合硫化物（Mn,X）Sが形成されることを確認した。XがTiおよびNbいずれの場合も，耐孔食性は（良）XS＞（Mn,X）S＞MnS（悪）であることが分かった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
項目（１）の「マイクロ電気化学ラマン分光によるMnS溶解機構の解析」に関しては当初の 計画通りに，新しい計測システムを作製することができ、MnSが溶解する際の生成物・副生成物を直接分析して，MnS起点の孔食発生の環境側条件を明らかにするこができた。
項目（２）の「微量合金元素添加による介在物の組成制御と電気化学特性改質の実現」関しては，本年度予定の保護性酸化皮膜形成元素（バルブ金属のTi，Nb，希土類のミッシュメタルMM）を添加した鋼を作製し，各試料の介在物の分析を終了し，Ti，Nb添加の効果を計画通り調査完了することができた。MM添加鋼ではMMの硫化物が分解している試料が幾つかでき，完璧ななデータとはならなかったが，傾向を知る上では十分であった。したがって，ほぼ100％に近い進捗であると言える。
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| 今後の研究の推進方策 |
計画は順調に進んでいるので，当初計画通りに進めることで目的は達成されると考えられる。H24年度の経験により，バルク合金の作製と特性評価はルーチンワーク化できたので，H25年度は「マグネトロンスパッタリングによる傾斜組成合金膜作製法の検討」に関して予定通りの成果を得るために，マルチカソード型スパッタリング装置の立ち上げと成膜条件の探索に重点を置くと良いと考えている。
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