粒界工学による新しい高耐腐食材料の開発

通过晶界工程开发新型高耐腐蚀材料

• 批准号: 02F00784
• 负责人: 粉川 博之
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02F00784/
• 关键词: 粒界構造; 粒界腐食; オーステナイト; 鋭敏化; レーザ表面溶融; クロム欠乏; 粒界制御; 加工熱処理; ステンレス鋼; 焼鈍双晶; クロム炭化物

オーステナイト系材料は高温使用中に粒界腐食が問題となるが、材料中に低エネルギー粒界を効果的に導入することによって、粒界腐食し難い材料を作り出せる可能生があり、粒界工学とこの手法を呼ぶ。低エネルギー粒界の導入方法として、焼鈍双晶の利用が考えられる。そこで本研究では、オーステナイト系ステンレス鋼と高Ni合金をレーザ照射などによる表面加工熱処理法を用いて、材料中に低エネルギー粒界を数多く分散させることによって粒界構造分布を制御した材料を作製し、その耐食性と組織評価を行い、粒界工学による高耐腐食性材料の開発を目的とする。昨年度までの研究から、オーステナイト系ステンレス鋼の化学組成に応じて適切な加工熱処理条件を選択することによって、耐粒界腐食性に優れた粒界構造分布制御材料が作製できることが明らかになった。しかし、この加工熱処理条件は材料に予ひずみを与える点と熱処理時間が長い点に改善が求められる。そこで、本年度は、SUS304オーステナイト系ステンレス鋼に対して、レーザー表面照射によって加工熱処理を付与することによって粒界性格分布の変化の可能性を調査した。実験は、YAGレーザーの出力、走行速度、焦点位置を変化させて材料表面に照射し、表面領域の粒界性格分布をFE-SEM-EBSDによる結晶方位像観察(OIM)を行い、低エネルギー粒界密度および粒界性格分布を評価した。その結果、レーザー表面照射により低エネルギー粒界密度の高い表面領域を形成できる可能性が示された。さらに、レーザー表面照射後に熱処理を行うことにより、粒界性格分布を改善できる可能性も示された。粒界腐食試験現の結果も優れた耐粒界腐食性を示した。

In the case of high temperature use, the problem of grain decay in the middle and low temperature of the material is introduced. In the case of grain decay in the middle and low temperature of the material, the problem of grain engineering may occur. The introduction method of low-temperature silicon crystal boundary and the utilization of burn-in double crystal are studied. This study aims at the development of high corrosion resistant materials by using surface processing heat treatment method, low temperature grain distribution, control of material production, food resistance, tissue evaluation and grain engineering. In the past year, the research on the chemical composition of steel and the selection of appropriate processing and heat treatment conditions have been carried out. The heat treatment conditions of the processing are different from those of the material, and the heat treatment time is different from that of the material. This year, SUS304 was investigated for the possibility of a change in the distribution of grain characteristics due to surface irradiation, processing and heat treatment. The output, traveling speed and focus position of YAG laser beam are changed to evaluate the grain boundary character distribution in the surface area, FE-SEM-EBSD, crystal orientation image (OIM), low grain density and grain boundary character distribution. As a result, the possibility of formation of low grain density and high surface area is shown. The possibility of improving the distribution of grain characters after heat treatment The results of grain decay test showed that the grain decay resistance was excellent.