オーステナイト・フェライト二相ステンレス鋼双結晶の界面構造と機械的性質

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Fe-15Cr-15Ni(オーステナイト(γ)ステンレス鋼)およびFe-30Cr(フェライト(α)ステンレス鋼)単結晶から二相(γ/α)ステンレス鋼双結晶と各相の双結晶を拡散接合により作製して、その機械的性質を高温および室温で調査した結果、次のことが明らかとなった。1.1373K、アルゴン雰囲気中で、界面に平行にSimple shear実験(初期せん断応力、τ=1.0MPa)を行なった結果、γ/α相界面のすべり速度vは約5×10^<-6>ms^<-1>であり、α、γ相の粒界すべり速度に比べて約10^2〜10^3速いことが判明した。相界面のすべり速度の応力感受性指数nはn=2となり、vα/γ=const.τ^2が実験的に求められ、これは二相ステンレス鋼の超塑性領域のn値と一致する。すべり変形後の界面の様相から相界面すべりは界面自体のすべりではなく極く近傍のsofterなα相側での粘性的な物質の流動によることが明らかとなり、harderなγ相に運動を阻止されたα相内の転位の上昇とすべり運動の繰返しによるものと結論した。以上の結果をもとにsoftとhardの相からなる二相合金多結晶の超塑性変形モデルとその構成式を提案し、従来報告されている観測結果をよく説明することを報告した。2.種々の方位関係と界面方位を有する二相双結晶を界面と平行に室温で塑性変形し、界面での変形挙動をすべり線観察より論じた。弾性および塑性の歪の不適合性の大小、不適合性による応力の発生から界面での付加的すべりの挙動を説明できた。