Stability and formation mechanism of heteroclusters of solute atoms in bcc iron

まずFe-s-N系希薄合金に関して，置換型溶質原子sがTiの場合とNbの場合について溶体化-時効実験をおこなった。Fe-Ti-N合金では，前年度までの等時時効実験の結果から予想された温度範囲における等温時効実験をおこない，N-Ti溶質原子ナノクラスタ形成のキネティクスを定量的に評価するデータが得られた。また，ナノクラスタによる硬度も対応して高まることが確かめられた。Fe-Nb-N系ではこれまで相互作用エネルギーを実験と理論の両面から評価し，N-Tiと同程度の親和的相互作用があることが強く示唆されていたが，今回等時時効実験をおこなって電気抵抗の低下と硬度の上昇が対応して現れることで間接的ではあるが，ナノクラスタあるいはナノ析出物の形成の証拠が得られた。Fe-s-C系ではC-s溶質原子間の相互作用が合金炭化物の形成傾向とは必ずしも一致せず，C-Crでは親和的相互作用は認められず，C-Vでも同様であることを示唆する実験結果が得られていた。今回C-V，C-NbおよびC-Tiの相互作用エネルギーを炭素固溶度へのs原子の影響を調べ直したところ，C-V相互作用は僅かに親和的，C-NbとC-Ti相互作用はやや強く親和的であることが明らかになった。Fe-V-C，Fe-Ti-C系については希薄Fe-s-C過飽和固溶体からの時効実験をおこなった。Fe-V-C合金では若干の電気抵抗変化は認められたもののクラスタ形成は起こりにくく，いっぽうFe-Ti-C合金ではC-Tiナノクラスタが速やかに成長して微細なナノ析出物となって硬度に寄与することがわかった。

まずFe-s-N系希薄合金に関して，置換型溶質原子sがTiの場合とNbの場合について溶体化-時効実験をおこなった。Fe-Ti-N合金では，前年度までの等時時効実験の結果から予想された温度範囲における等温時効実験をおこない，N-Ti溶質原子ナノクラスタ形成のキネティクスを定量的に評価するデータが得られた。また，ナノクラスタによる硬度も対応して高まることが確かめられた。Fe-Nb-N系ではこれまで相互作用エネルギーを実験と理論の両面から評価し，N-Tiと同程度の親和的相互作用があることが強く示唆されていたが，今回等時時効実験をおこなって電気抵抗の低下と硬度の上昇が対応して現れることで間接的ではあるが，ナノクラスタあるいはナノ析出物の形成の証拠が得られた。Fe-s-C系ではC-s溶質原子間の相互作用が合金炭化物の形成傾向とは必ずしも一致せず，C-Crでは親和的相互作用は認められず，C-Vでも同様であることを示唆する実験結果が得られていた。今回C-V，C-NbおよびC-Tiの相互作用エネルギーを炭素固溶度へのs原子の影響を調べ直したところ，C-V相互作用は僅かに親和的，C-NbとC-Ti相互作用はやや強く親和的であることが明らかになった。Fe-V-C，Fe-Ti-C系については希薄Fe-s-C過飽和固溶体からの時効実験をおこなった。Fe-V-C合金では若干の電気抵抗変化は認められたもののクラスタ形成は起こりにくく，いっぽうFe-Ti-C合金ではC-Tiナノクラスタが速やかに成長して微細なナノ析出物となって硬度に寄与することがわかった。