焼結低合金鋼の超強靭化に向けた拡散特性の解析とメゾヘテロ組織制御

超强烧结低合金钢扩散性能分析及细观异质结构控制

• 批准号: 14750589
• 负责人: 松田 光弘
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Kumamoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750589/
• 关键词: Metal Infection Molding; Low alloy steels; Heterogeneous microstructure; Mechanical properties; Mechanical alloying; metal injection molding; low alloy steels; Mo content; heterogeneous microstructure; mechanical properties; PCPS

筆者らはこれまでに金属粉末射出成形(MIM)法によるFe-6Ni-0.5Mo-0.4C(mass%)合金の熱処理材において,引張強度が約2000MPaで伸びは5%を示すなど超強靭な特性を示すことを報告した.これは基地自体が固溶強化したことに加え,NiやMoの偏析による白色部組織を網目状に焼戻しマルテンサイト相が取り囲んだ微細な不均質(メゾヘテロ)組織に起因したものであった.従って,このメゾヘテロ組織の最適化を図れば,さらなる高強度化,高性能化につながるものと考えられる.本研究では,不均質組織を担う白色部組織が基地中に均一に分散するように,新たに粉末の製造,混合および合成方法を取り入れるとともに白色部組織内における各種合金元素の拡散特性の制御を行うことで超強靭な焼結材料の創製を試みた.研究結果を以下に示す.(1)添加合金元素であるNiならびにMoを基地中へより拡散させるため,各種元素粉末にメカニカルアロイングを施してMIM材を作製した結果,白色部組織内に流出孔は形成せず,引張強度1756MPa,伸び2.2%とMo粉末を単独で添加したMIM(2%Mo添加)材(引張強度1563MPa,伸び2.6%)と比較して優れた値を示した.しかしながら,粉末の酸化による密度の低下ならびに残留オーステナイト量の増加により,上記0.5%Mo添加材の高性能化にはつながらなかった.(2)高密度化を達成するため,微細なカーボニル鉄粉(平均粒径:1.8μm)を用いてMIM材を作製した結果,相対密度が約1%上昇し,引張強度1965MPa,伸び4.9%と優れた特性を示した.本試料は相対密度が96%と高密度であることから,焼結材料にとって重要な指標である疲労特性に優れるものと期待できる.以上のことから,焼結低合金鋼のさらなる高強度化・高性能化には,メゾヘテロ組織を構成する元素の種類,濃度勾配および分散度合を制御するとともに焼結密度を上昇させる等,組織制御に関する基本指針が得られた.

作者先前报道说，通过金属粉末注塑成型（MIM）的Fe-6NI-0.5MO-0.4C（质量％）合金的热处理材料表现出超强特性，张力强度约为2000mpa，伸长率为5％。这是由于基础本身是坚固溶液加强的事实，并且细胞的异质（中层）结构被恢复为网状形状，并被马氏体阶段包围。因此，如果我们旨在优化这种中层结构，这项研究试图通过结合新的粉末制造，混合和合成方法来创建超强的烧结材料，以使负责异质结构的白色结构在基础中均匀分散，并控制各种白色结构内部白色结构的扩散性能。研究结果如下所示。 （1）为了扩散Ni和Mo，添加剂合金元素将机械合金施加到各种元素粉末中，以允许使用MIM材料。由于制造的结果，与MIM（2％MO添加）材料（拉伸强度为1,563MPA，伸长率2.6％）相比，白色组织中未形成流出孔，并显示出更高的值，该材料单独添加了MO粉末。但是，由于粉末氧化而导致的密度降低以及残留奥氏体的量增加，因此上述0.5％MO添加的材料没有得到改善。 （2）为了达到高密度，使用细羰基铁粉（平均粒径：1.8μm）。由于制造MIM材料，相对密度增加了约1％，拉伸强度为1965MPA，伸长率为4.9％，并且性能非常好。该样品的高密度为96％，因此可以期望出色的疲劳性质，这是烧结材料的重要指标。从以上，获得了结构控制的基本指南，以进一步改善烧结的低合金钢的强度和性能，例如控制中层构结构的元素类型，浓度梯度和分散体，以及增加烧结密度。

项目成果

M.Matsuda: "Development of High Strength Mg Alloys by MA-HDH P/M Process"Materials Science Forum. Vols.419-422. 739-744 (2003)

M.Matsuda：“通过 MA-HDH P/M 工艺开发高强度镁合金”材料科学论坛。

Dislocation Structure in Rapidly Solidified Mg97Zn1Y2 Alloy with Loge Period Stacking Order Phase

Loge周期叠序相快凝固Mg97Zn1Y2合金的位错结构

• 发表时间: 2005
• 期刊: Materials Transactions Vol.46, No.2
• 作者: M.Matsuda;M.Matsuda
• 通讯作者: M.Matsuda

Variation of long-period stacking order structures in rapidly solidified Mg97Zn1Y2 alloy

• DOI: 10.1016/j.msea.2004.10.040
• 发表时间: 2005-02-25
• 期刊: MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING A-STRUCTURAL MATERIALS PROPERTIES MICROSTRUCTURE AND PROCESSING
• 影响因子: 6.4
• 作者: Matsuda, M;Ii, S;Nishida, M
• 通讯作者: Nishida, M

Interaction between long period stacking order phase and deformation twin in rapidly solidified Mg97Zn1Y2 alloy

• DOI: 10.1016/j.msea.2004.08.006
• 发表时间: 2004-11-25
• 期刊: MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING A-STRUCTURAL MATERIALS PROPERTIES MICROSTRUCTURE AND PROCESSING
• 影响因子: 6.4
• 作者: Matsuda, M;Ii, S;Nishida, M
• 通讯作者: Nishida, M

M.Matsuda: "Mechanical properties of injection molded Fe-6%Ni-0.4%C steels with varying Mo contents of 0.5 to 2%"METALS AND MATERIALS INTERNATIONAL. Vol.9 No.6. 537-542 (2003)

M.Matsuda:%20"机械%20属性%20of%20注射%20模制%20Fe-6%Ni-0.4%C%20钢%20与%20变化%20Mo%20含量%20of%200.5%20至%202%"金属%20AND%