1999 Fiscal Year Annual Research Report
高純度化に伴う先端鉄鋼材料の特性劣化と有効不純物元素による最適合金設計
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11305050
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Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
森永 正彦 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (50126950)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
湯川 宏 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (50293676)
田中 信夫 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (40126876)
村田 純教 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (10144213)
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| Keywords | 鉄鋼材料 / 水蒸気酸化 / 微量元素 / 合金設計 / 不純物元素 / 耐熱鋼 |
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| Research Abstract |
これまで、材料中の不純物元素は極力下げた方が良いと考えられてきた。しかし、諸特性のバランスが要求される多くの金属材料では、適量の微量元素は有害ではなくむしろ必要である。本研究は、金属材料の中の「微量元素の役割」を再評価し、微量元素の積極的な利用によって安価かつ高性能な材料を創製するための基礎研究である。
具体的には、超々臨界圧火力発電プラント用材料として重要な高クロム・フェライト系耐熱鋼に対象を絞り、微量元素(イオウ(S)、ホウ素(B))による特性向上のメカニズムを、最新のミクロ領域の解析技術とDV-Xα分子軌道計算を併用して明らかにすることを目的としている。
平成11年度の研究では、特に、イオウ(S)に注目して研究を進め、以下の成果を得た。
(1)高クロム・フェライト鋼の中にイオウが40ppm程度あると、6ppmのときに比べて、水蒸気酸化が半減した。
(2)試料表面のSEM視察ならびにEDX分析の結果、イオウはクロムの酸化皮膜の下層に分布していることがわかった。このことはイオウの効果はクロムと関係していることを示唆している。
(3)比較のために、実用オーステナイト系ステンレス鋼の水蒸気酸化試験を行ったところ、フェライト鋼同様、イオウによって水蒸気酸化が抑制されることがわかった。
この外、現在、DV-Xα分子軌道計算を行っている最中である。
最近では、イオウ量を10ppm以下に落とした材料が先端鉄鋼材料の主流であり、この過度の高純度化に対して、本研究結果は警鐘を鳴らすものである。
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