化学ポテンシャル勾配を利用した新しい傾斜機能材料に関する研究

利用化学势梯度研究新型功能梯度材料

• 批准号: 09875164
• 负责人: 大谷 博司
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09875164/
• 关键词: 化学ポテンシャル勾配; HSLA鋼; 局所平衡; 傾斜機能材料; 最適傾斜分布

従来の傾斜機能材料は、化学蒸着法や物理蒸着法,スプレー法や焼結法など、主として動的プロセスを利用した合成法により製造されてきた。そのため合成の最適条件を決めることが一般に困難で、安定した傾斜機能を発現させる上でまだ解決すべき多くの問題が残されていると言える。本研究では化学ポテンシャル勾配を利用した傾斜機能材料の新しい構造プロセスについて検討することを目的として、次のような研究を遂行した。すなわち、研究対象に、機能材として優れており、また熱力学的性質がよく検討されている鉄鋼材料を選び、普通鋼,HSLA鋼,高速度鋼,ステンレス鋼など主要な鋼種について、その状態図および化学ポテンシャル図に関するデータベースを構築した。これらを用いて種々の鋼種の組み合わせによる拡散対を想定し、その反応経路を化学ポテンシャル勾配の観点から考察した。その結果、たとえば低Mn低Cの普通鋼(Fe-0.2Mn-0.04Cなど)と高Mn高CのHSLA鋼(Fe-1.2Mn-0.12Cなど)を圧接して600℃前後で拡散処理した場合、熱処理後のC濃度は組成勾配から考えて全合金中で均一にならされるように思えるが、実際には高CであるHSLA鋼が普通鋼のCをほとんど吸収し、より高いC組成を有するように変化するなど、いくつかの興味深い知見が得られた。これは、現実の拡散現象が濃度勾配ではなく化学ポテンシャル勾配によって決定されるためにおこる現象である。今後はこれらの新しい知見をもとに、平衡化熱処理後の拡散対内における合金組成の経時変化を、界面における局所平衡理論と拡散方程式の適用によりシミュレートしていく事を計画している。この結果と実験値との対応を調べることにより、最適傾斜分布の予測に関する理論的根拠の確立を図る事が出来るものと考えている。

In the past, the tilt function materials were produced by chemical evaporation method, physical evaporation method, sintering method, main reaction method and synthesis method. The optimum conditions for synthesis are determined by the general difficulty, stability and inclination function. In this study, we carried out the research on the new structure of inclined functional materials by chemical matching. Research objects, functional materials and thermodynamic properties are discussed in the selection of iron and steel materials, ordinary steel,HSLA steel, high speed steel, steel, main steel grades, state, and chemical properties. The composition of steel grades in China has been studied in detail. Low Mn Low C Ordinary Steel (Fe-0.2Mn-0.04C) High Mn High C HSLA Steel (Fe-1.2Mn-0.12C) is subjected to pressure treatment before and after 600℃. The C concentration after heat treatment is uniform in all alloys. In fact, the C concentration of HSLA steel is higher than that of ordinary steel. The phenomenon of dispersion occurs when the concentration is matched, and when the chemical concentration is matched, the phenomenon is determined. In the future, the new knowledge of heat treatment after heat treatment, dispersion, alloy composition, time and interface, equilibrium theory, dispersion equation and application of heat treatment will be discussed. The result of this study is that the theoretical basis for the prediction of the optimal tilt distribution is established.

项目成果

H.Ohtani et al.: "Calculation of phase equilibria in complex carbonitrides" ISIJ International. (発表予定).

H.Ohtani 等人：“复杂碳氮化物中相平衡的计算”ISIJ International（待出版）。