チタンと鉄鋼材料の拡散接合性に及ぼす母材中窒素と各種インサ-ト金属の影響

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01550558
• Research Institution: Muroran Institute of Technology
• Principal Investigator: 桃野 正 室蘭工業大学, 工学部, 助教授 (10002940)
• Keywords: 拡散接合 / 接合強さ / クラッド / チタン合金 / 窒化 / 表面処理 / インサ-ト金属

Research Abstract

本研究補助金によって、設備・備品としてサイリスタ型温度調節器と真空排気ポンプを購入し、真空拡散接合装置の一部に充当し、装置の高性能化を図った。得られた成果は以下のとおりである。
1.表面窒化の影響:S20C鋼表面をガス軟窒化処理し、純Tiと拡散結合した。鋼表面にはFe_4N(γ')が生じたが、850℃および1000℃で接合した結果、接合界面にはTiNが生成し、接合はTiNによってなされることが判明した。、接合強さは接合温度850℃において4.9〜7.2Kgf/mm^2、1000℃において10.0〜12.5Kgf/mm^2を示し、一般的に低い接合強さとなった。
2.Ti-6Al-4V合金と鋼の接合:接合温度900℃において、S10C/Ti合金では35Kgf/mm^2の接合強さを呈し、S20C/Ti合金では35Kgf/mm^2の強度を示した。このように純TiにくらべてTi合金と炭素鋼との接合性が良好な理由として、Ti合金はα+βの2相組織であり、広い温度域にわたって塑性変形能に優れていることから、界面の密着性が向上し、真の接合面積が増大したことに起因するものと考えられる。以上の結果から、Ti-6Al-4V合金がインサ-ト金属として有効であることが判明した。
3.次年度の計画:表面窒化法いをイオン窒化法に変更し、TiCとTiNの接合強さに対する効果を明確にする。またTiN/鋼界面における組織や炭素の影響、ガス成分の影響を、分析電顕やESCA、AESを用いて明らかにする。

Research Products

• [Publications] 馬場寛,桃野正,平井伸治,片山博: "Ti-6Al-4V合金と鋼の拡散接合" 日本金属学会,日本鉄鋼協会両北海道支部合同春季講演大会. (1989)
• [Publications] 桃野正,馬場寛,平井伸治,片山博: "鋼とTi-6Al-4V合金の拡散接合" 材料とプロセス(日本鉄鋼協会講演論文集). 2. 1337 (1989)
• [Publications] 桃野正,千葉賢吾,馬場寛,片山博,福田隆: "チタン/鋼拡散接合界面における中間層の性状と鋼中元素の関係" 材料とプロセス(日本鉄鋼協会講演論文集). 3. 355 (1990)