窒素吸収焼結処理によるステンレス鋼の組織複合化に関する研究

氮吸收烧结处理不锈钢复合结构的研究

• 批准号: 09875178
• 负责人: 中村 展之
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Kyushu 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-09875178/
• 关键词: フェライト系ステンレス鋼粉; 窒素吸収焼結処理; オーステナイト; マルテンサイト; 複合組織

Cr濃度が12〜25%の範囲で異なり,しかもNiを含有しないフェライト系ステンレス鋼粉末に,分圧を様々に調整した窒素ガス雰囲気中にて種々の温度で窒素吸収焼結処理を施し,ステンレス鋼粉の窒素吸収および相変態挙動の調査,複合組織ステンレス鋼の作製および機械的性質の評価を行った結果,以下のことが明らかになった.1.ステンレス鋼粉の窒素吸収および相変態挙動の調査(1)圧粉体の吸収窒素濃度は,窒素分圧,温渡および鋼中のCr含有量によって様々に変化する.(i)窒素分圧の影響:窒素ガス分圧の平方根に比例して増加する,(ii)温度の影響:処理温度の上昇とともに減少する,(iii)Cr含有量の影響:Cr含有量とともに増加する.(2)処理温度での組織は,窒素の吸収に伴いフェライトからオーステナイトに変化する.ただし,窒素分圧が0.5気圧付近以下および温度が1300℃付近以上になると,窒素濃度の急激な減少に伴い,組織はフェライト単相状態のままとなる.以上のことから高温でオーステナイト単相組織が得られる最適な窒素吸収焼結処理条件は,処理温度:1200℃付近,窒素分圧:1気圧付近であることが判明した.(3)上記の処理条件で得られたオーステナイトは,Cr含有量が20%以下の鋼では冷却時に一部または全てマルテンサイトに変態し,20%以上の鋼では室温まで安定にもちきたされる.複合組織ステンレス鋼の作製上記の調査結果から,安定なオーステナイト組織が得られる23%Cr鋼粉末とマルテンサイト単一組織が得られる12%Cr鋼粉末を選定した.両鋼粉末を混合し窒素吸収焼結処理を施すことにより,オーステナイト組織とマルテンサイト組織から成る複合組織ステンレス鋼の作製が可能であることが明らかになった.さらに、組織割合および窒素濃度は粉末の混合割合によって正確に制御できることも確認された.3.機械的性質の評価機械的性質は,引張試験および三点曲げ試験により評価した.その結果,オーステナイトとマルテンサイトの複合化による機械的性質の改善はあまり見られなかった.この原因は,(1)亀裂が気孔を起点として脆性的なマルテンサイト中を伝播する,(2)2つの組織の分散状態が不均質であるためであることが判明した.

Cr concentration of 12 ~ 25% in the range of different, but also Ni content in the steel powder system, the adjustment of the partial pressure, the adjustment of the temperature of the element in the gas, the temperature of the element absorption sintering treatment, the investigation of the absorption and phase change of the steel powder, the evaluation of the properties of the composite structure and the mechanical properties of the steel, 1. Investigation on the absorption and phase change behavior of steel powder (1) Investigation on the absorption and phase change of steel powder (2) Investigation on the absorption and phase change of steel powder (3) Investigation on the absorption and phase change of steel powder (1) Investigation on Cr content of steel powder (2) Investigation on (i)The influence of element pressure: the square root ratio of element pressure increases;(ii) the influence of temperature: the rise and decrease of treatment temperature;(iii) the influence of Cr content: the increase of Cr content. (2)Treatment temperature of the tissue, the absorption of the elements associated with the change in temperature. When the temperature is higher than 1300℃, the concentration of nitrogen decreases rapidly, and the tissue changes into a single phase state. The optimum sintering conditions are as follows: treatment temperature:1200℃, partial pressure:1. (3)The treatment conditions mentioned above are as follows: steel with Cr content of 20% or less is partially stable at room temperature when cooled, and steel with Cr content of 20% or more is stable at room temperature. The investigation results of composite structure of steel were recorded. The stable structure of steel was obtained by 23%Cr steel powder and the stable structure of steel was obtained by 12%Cr steel powder. Steel powder mixing, absorption and sintering treatment are carried out in order to form a composite structure. 3. Mechanical properties and evaluation Mechanical properties and evaluation of mechanical properties. As a result, the mechanical properties of the composite structure are improved. The reasons for this are: (1) crack, pore, starting point and brittle,(2) scattered state of tissue, heterogeneous, etc.