脱炭素化に向けた中圧ガス窒化による迅速表面硬化処理技術の研究

中压气体渗氮脱碳快速表面硬化处理技术研究

• 批准号: 22K04744
• 负责人: 熊谷 進
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Sendai National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04744/
• 关键词: 表面硬化熱処理; ガス窒化; 脱炭素化; 構造材料; アンモニア; 中圧熱処理

表面硬化部材の高強度化への社会的要請は増大し続けている一方、生産コスト低減やCO2排出削減も同時に達成していく必要があり、それら社会的要請に対する解決策の一つとしてアンモニアを用いるガス窒化の高効率化を目指す。本研究では産業的にも十分に実証可能な1.0 MPa未満の中圧におけるガス窒化（便宜上、高圧窒化と呼ぶ）の有用性を実用鋼を対象に明らかにしつつ、学術的には圧力を変化させることで生じる窒素化合物生成量、窒素拡散層深さ、合金元素との炭窒化物析出形態の変化を明らかにすることで、複雑な実用鋼の窒化現象解明を図るとともに熱処理生産工程の更なる脱炭素化に資することを目的としている。本年度は、安全かつ容易に腐食性ガスであるアンモニアを用いるための中空式高圧窒化実験炉を考案し、高圧試験方法の確立を行った。これは、供試材の丸棒試験片の中心軸をドリル等で中空とし、高圧配管と接続して中空部にアンモニアガスを流して内表面を窒化する方法であり、これにより通常の管状炉でも様々な圧力・温度で窒化をすることが可能な方法である。着脱の容易さを保ちながら高温におけるシーリング性を保持するために種々の接続方式を試行した結果、試験片外直径・内直径の最適寸法が定まり、平行ねじ接続・金属パッキン使用で目的とする実験が可能であることを確認し、今後の実験の実施方法を確定した。本研究で実施する高圧窒化は間欠式（一定時間ごとにガスを入替え）で窒化を行う方式であり、通常のガス窒化がアンモニアガスを常時流通させるのに比べて格段にアンモニア使用量を減らせている。

The society's request for high strength of surface hardened parts can be achieved simultaneously by increasing the strength of the surface hardened parts and reducing the production and CO2 emissions. It is necessary for society to solve the problems of society and solve the problems of decision-making by using high-efficiency solutions. This research shows that the industry’s level of verification is very high 1.0 The usefulness of MPa's low-cost, high-pressure suffocation and steel suffocationに明らかにしつつ, academic には姧力を変化させることで生じるsulfonate compound production, sulfonate powder Layer depth, alloying elements and charcoal precipitation forms The phenomenon is explained by the heat treatment production process and the purpose of decarburization. This year, we have established a safe and easy-to-use corrosive and decomposable hollow-type high-pressure suffocation furnace and a high-pressure test method.これは, the central axis of the pill rod test piece, the central axis of the test material, etc., the hollow part, the high pressure piping and the connecting pipe, the hollow part, the にアンモニアガスを流してThe inner surface can be suffocated by the method of suffocation, and the suffocation method of the normal tubular furnace can be done by pressure and temperature. It is easy to put on and take off, and it is easy to put on and take off, and it has high temperature resistance and maintains the properties of the test piece. The appropriate size method is determined, the parallel method is connected, and the use of metal parts is possible and possible, and the future application method is confirmed. This study is based on the high-pressure suffocation method (a certain period of time) and the suffocation method, usually The amount of usage of the のガス抯化がアンモニアガスをusually circulated させるのに is higher than the usage of the べて区にアンモニアららせている.