Fuctionality of P/M high-entropy alloys by active screen plasma nitriding

fcc系高エントロピー合金は、温度低下とともに強度が増加するばかりでなく、延性および破壊靭性が向上するという特異な力学特性を示すが 、硬さは低く耐摩耗特性に劣るという欠点がある。本研究では、メカニカルアロイングと焼結法により作製した高エントロピー焼結合金に対して、アクティブスクリーンプラズマ窒化ならびにプラズマホウ化処理を行い、前述したfcc系高エントロピー合金の欠点を補うことを試みる。本研究を推進することにより、高エントロピー合金母材の強化とともに窒化層ならびにホウ化層による表面の更なる高硬度化や耐摩耗性改善が期待できる。また、スクリーンを用いるアクティブスクリーンプラズマ窒化法を適用することにより、硬さおよび耐食性に優れる拡張fcc相の形成も期待できる。高エントロピー合金のプラズマ窒化では、出発材料である粉末のボールミリングにより焼結体の密度の向上、硬さの増加、耐摩耗性の向上が認められた。焼結体の窒化後の試料において、ボールミリングにより焼結体に転位が導入されることで、表面窒素濃度の向上、表面硬さの向上が認められた。2022年9月にオーストリアで開催されたIFHTSE国際会議にて成果発表し、2023年3月にはBHM誌に論文発表した。高エントロピー合金のプラズマホウ化では、放電プラズマ焼結により作製した高エントロピー合金に対してホウ化処理を行い、断面の硬さ測定、断面のGD-OESによる元素分析および耐摩耗性の評価を行った。

fcc系高エントロピー合金は、温度低下とともに強度が増加するばかりでなく、延性および破壊靭性が向上するという特異な力学特性を示すが 、硬さは低く耐摩耗特性に劣るという欠点がある。本研究では、メカニカルアロイングと焼結法により作製した高エントロピー焼結合金に対して、アクティブスクリーンプラズマ窒化ならびにプラズマホウ化処理を行い、前述したfcc系高エントロピー合金の欠点を補うことを試みる。本研究を推進することにより、高エントロピー合金母材の強化とともに窒化層ならびにホウ化層による表面の更なる高硬度化や耐摩耗性改善が期待できる。また、スクリーンを用いるアクティブスクリーンプラズマ窒化法を適用することにより、硬さおよび耐食性に優れる拡張fcc相の形成も期待できる。高エントロピー合金のプラズマ窒化では、出発材料である粉末のボールミリングにより焼結体の密度の向上、硬さの増加、耐摩耗性の向上が認められた。焼結体の窒化後の試料において、ボールミリングにより焼結体に転位が導入されることで、表面窒素濃度の向上、表面硬さの向上が認められた。2022年9月にオーストリアで開催されたIFHTSE国際会議にて成果発表し、2023年3月にはBHM誌に論文発表した。高エントロピー合金のプラズマホウ化では、放電プラズマ焼結により作製した高エントロピー合金に対してホウ化処理を行い、断面の硬さ測定、断面のGD-OESによる元素分析および耐摩耗性の評価を行った。