液相拡散接合法を応用した薄肉強靭鋳鉄/ステンレス鋼複合材料に関する研究

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FCD45相当の球状黒鉛鋳鉄(FCD)とオ-ステナイト系ステンレス鋼(SUS)とを,大気中で,接合時間0.3KS(5分)の条件で,接合温度(1223,1273,1323K)及びインサ-ト材(Ni,NiーSiーB系アモルファス材,CuーNi合金)を変えて,ホットプレス型の拡散接合装置により接合実験を行った。その結果,FCDとSUSを直接接合を行った場合は,短時間での接合にもかかわらずFCD側からSUS側に炭素の拡散が起り,SUS側の接合界面近傍に多量のCr炭化物(Cr_<23>C_6,Cr_7C_3)の生成が認められ,すべて界面破断を示し,引張強さ,伸びとも低い値を示した。Niをインサ-トに用いた試料では1323Kにおいて,引張強さ,伸びとも直接接合の試料よりも高い値を示し,FCD側で一部母材破断を示した。しかし,短時間での接合にもかかわらず,SUS側界面で炭化物の生成が認められた。NiーSiーBをインサ-トに用いた試料では,直接接合した試料に比べて良好な接合性を示した。特に液相温度(1283K)以上の接合温度で液相拡散した試料では,拡散も速く,きわめて良好な接合性を示した。しかし,Niインサ-トの場合と同様にSUS側界面での炭化物の生成を防止することはできなかった。また,接合界面にB化合物の晶出も認められた。次に,CuーNi合金をインサ-トに用いた試料では,低温度の場合に若干接合性が劣ったものの,炭化物の析出を完全に防止できた。従って,目的とする接合性に対して,インサ-ト材を選択することにより良好な接合性を得ることができ,また大気中で0.3KS(5分)というきわめて短時間でも接合を行うことが可能であり,液相拡散接合法はこれをさらに短時間,低温側に移行できることが判明した。