耐食・耐磨耗・耐疲労特性改善のための浸窒焼入れ表面改質法の開発

昨年度に製作導入した窒素吸収処理炉を用いて、処理条件を変化させて最適条件を見出すことを行った。平行して企業の浸炭浸窒処理炉で純鉄、IF鋼および極低炭素鋼に浸窒処理を施した。比較的低温で浸窒処理が可能であるが条件は合金によって異なる。窒素吸収処理後に焼入れた試料の特性評価を行った。試料断面のミクロ組織を光学顕微鏡およびSEM/EBSD測定で調べ、断面の硬さ分布を測定した。EPMA分析結果によると、表面から約120μm深さまで窒素が侵入しており、その浸窒領域は残留オーステナイトを含むマルテンサイト(高温ではオーステナイト)組織であった。表面直下にはミクロボイドが存在していた。焼入れ後にサブゼロ処理を施すと、最表面の硬さはHV900、X線残留応力測定によると表面には約300MPaの圧縮応力の残留が認められた。耐食性に関して分極曲線測定を行ったところ、活性溶解が窒素により抑制されたが、不導態電流密度が純鉄の場合よりも大きい結果が得られた。引張試験および曲げ疲労試験を行い、特性向上を確認し、破壊形態を調べた。外周部が硬くて脆く、内部が軟質層という傾斜組織特有の破壊挙動が見られた。結果の大半を神戸で開催された熱処理国際会議で発表した。

昨年度に製作導入した窒素吸収処理炉を用いて、処理条件を変化させて最適条件を見出すことを行った。平行して企業の浸炭浸窒処理炉で純鉄、IF鋼および極低炭素鋼に浸窒処理を施した。比較的低温で浸窒処理が可能であるが条件は合金によって異なる。窒素吸収処理後に焼入れた試料の特性評価を行った。試料断面のミクロ組織を光学顕微鏡およびSEM/EBSD測定で調べ、断面の硬さ分布を測定した。EPMA分析結果によると、表面から約120μm深さまで窒素が侵入しており、その浸窒領域は残留オーステナイトを含むマルテンサイト(高温ではオーステナイト)組織であった。表面直下にはミクロボイドが存在していた。焼入れ後にサブゼロ処理を施すと、最表面の硬さはHV900、X線残留応力測定によると表面には約300MPaの圧縮応力の残留が認められた。耐食性に関して分極曲線測定を行ったところ、活性溶解が窒素により抑制されたが、不導態電流密度が純鉄の場合よりも大きい結果が得られた。引張試験および曲げ疲労試験を行い、特性向上を確認し、破壊形態を調べた。外周部が硬くて脆く、内部が軟質層という傾斜組織特有の破壊挙動が見られた。結果の大半を神戸で開催された熱処理国際会議で発表した。