無垢の鉄よりも4倍の比強度をもつ軽量高強度鉄の創製

制造轻质高强度钢，其比强度是实心铁的四倍

• 批准号: 15656175
• 负责人: 中嶋 英雄
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15656175/
• 关键词: ポーラス金属; 多孔質金属; 発泡金属; 凝固; 強度; ガス溶解度; 窒素; 固溶強化; 軽量高強度; 鉄; 鋳造; 多孔質材料

本研究は、高圧の窒素あるいは水素とアルゴンガスとの混合ガス雰囲気において、鉄を溶解した後、一方向凝固させてポア(気孔)の配列したロータス型ポーラス鉄を作製し、その機械的強度を調べ、無垢の鉄よりも4倍の比強度を有する軽くて強い鉄を開発することを主な目的とした。鉄の熱伝導度は低いため、従来の鋳造法では均質な気孔を有するポーラス鉄の作製は難しかったが、我々は、新しく「連続帯溶融法」を発明し均一な気孔をもつポーラス鉄の作製に世界で初めて成功した。この製法をポーラスステンレス鋼の作製に応用した論文(鉄と鋼に出版済み)は平成17年3月日本鉄鋼協会から俵論文賞を受賞することになった。また、本製造方法は15カ国に国際特許出願し、一部の国から特許権を獲得している。窒素ガスおよび水素ガスの混合ガスを用いて作製したロータス型ポーラス鉄には0.05-0.08%の窒素、20ppmほどの水素が含まれていることを確認した。その水素はポーラス鉄の機械的強度にはほとんど影響しないが、窒素はポーラス鉄の比強度を2〜4倍も上昇させることを見出した。この強度増加は、窒素による固溶強化によることを明らかにした。窒素、水素およびアルゴン分圧を変化させてポーラス鉄の気孔率、ポアサイズなどの制御方法をも確立した。以上の2年間の研究により、当初の目標を達成することができた。

This study aims to improve the mechanical strength of iron in the presence of water and iron, and to improve the mechanical strength of iron in the presence of iron in the presence of four times the specific strength of iron. The thermal conductivity of iron is low, and the new method of making iron is the first success in the world. Paper on the production of iron and steel (published by Japan Iron and Steel Association in March 2017) This production method has been approved by 15 countries and one country. A mixture of 0.05-0.08% and 20ppm of water was determined. The mechanical strength of the iron is affected by the increase in the strength of the iron by 2 to 4 times. The strength increases, and the solution strength increases. The control method for the porosity and porosity of iron and steel is established. Through the above two years of research, our original goals have been achieved.

项目成果

池田輝之: "連続帯溶融法によるロータス型ポーラスステンレス鋼の作製"鉄と銅. Vol.90. 9-16 (2004)

Teruyuki Ikeda：“连续区熔法制备莲花型多孔不锈钢”，《铁与铜》第 90 卷（2004 年）。

金属多孔質体の製造方法

金属多孔体的制​​造方法

• 发表时间: 2004

Fabrication of lotus-type porous iron and its mechanical properties

• DOI: 10.1016/j.stam.2003.11.005
• 发表时间: 2004-01-01
• 期刊: SCIENCE AND TECHNOLOGY OF ADVANCED MATERIALS
• 影响因子: 5.5
• 作者: Hyun, SK;Ikeda, T;Nakajima, H
• 通讯作者: Nakajima, H

S.K.Hyun: "Fabrication of lotus-type porous iron and steel and the mechanical properties"Proc.8^<th> Japan International SAMPE. 753-756 (2003)

S.K.Hyun：“莲花型多孔钢铁的制造及其力学性能”Proc.8^<th>日本国际SAMPE。

Fabrication of lotus-type porous metals and their physical properties

• DOI: 10.1002/adem.200405149
• 发表时间: 2004-06-01
• 期刊: ADVANCED ENGINEERING MATERIALS
• 影响因子: 3.6
• 作者: Nakajima, H;Ikeda, T;Hyun, SK
• 通讯作者: Hyun, SK