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2015 年度 実績報告書

多積層したクラッド箔の発熱を利用したアルミナイドの創製ならびに被覆と接合への適用

研究課題

研究課題/領域番号 25820016
研究機関松江工業高等専門学校

研究代表者

新野邊 幸市  松江工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (20342545)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード金属間化合物 / アルミナイド / 反応拡散 / クラッド / 熱処理
研究実績の概要

Tiは高強度と優れた耐食性を有しているため,安価な鋼と接合したチタンクラッド鋼板が1990年代に開発されている.この結果,爆発圧着法や真空熱間圧延法など,高度な製造プロセスが開発されてきたが,高価でかつ特殊な設備を用いることから,高コストとなる欠点がある.本研究ではこれまでに確立してきた,積層クラッド法を用いた簡便な手法を適用した.この手法ではTiと鋼を積層させ,ボルトで固定した状態で加熱すると,Tiと鋼の間で反応拡散が起こり,両材が接合される.本研究では,純鉄とS45Cを用いて炭素濃度の影響を調査するとともに,NiやAlのインサート材の影響も調査した.
供試材には,丸棒状のS45C,板状の純鉄,板状の純Tiを用いた.また,厚さ0.05mmのNi箔とAl箔をインサート材とした.純Tiと純鉄,および純TiとS45Cをそれぞれ重ね合わせた.加熱温度は900℃とし,加熱時間は5min及び30minとし,炉内から取り出して空冷した.
Niをインサート材としたとき,Ti-FeとTi-S45Cは剥離せずに接合できた.一方で,Alをインサート材としたとき,Ti-FeとTi-S45Cで剥離が見られ接合できなかった.剥離した表面には灰色のAlの酸化被膜が形成された.加熱時間5minのTi-Feの接合界面には,金属間化合物は確認されなかったが,加熱時間30minではTi-Feの接合界面に金属間化合物が確認された.Ti-Fe 2元系平衡状態図より,金属間化合物TiFe,TiFe2と見られる.Ti-S45Cでも同様な結果となった.一方,加熱時間5minのTi-Ni-FeやTi-Ni-S45CではTi-Niの接合界面に,金属間化合物が確認され,Ti側から順にTi2Ni,TiNi,TiNi3と見られる. TiとNiの方が,FeとNiの組み合わせに比べて,金属間化合物が早く生成かつ成長したことが分かる.

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2016 2015

すべて 学会発表 (3件)

  • [学会発表] 多積層クラッドと熱処理を用いたNi-Al系金属間化合物の作製2016

    • 著者名/発表者名
      原良介,新野邊幸市
    • 学会等名
      日本機械学会中国四国支部
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2016-03-08
  • [学会発表] 無加圧式積層クラッドと2段階熱処理を利用したSUS430に対するアルミナイド被膜の作製2015

    • 著者名/発表者名
      山根諒,新野邊幸市
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-18
  • [学会発表] 積層クラッドと熱処理を利用したSUS430に対するアルミナイド被膜の作製2015

    • 著者名/発表者名
      山根諒,新野邊幸市
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会・日本金属学会中国四国支部
    • 発表場所
      広島工業大学
    • 年月日
      2015-08-19 – 2015-08-20

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公開日: 2017-01-06  

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