医療用ステンレス鋼の耐食性を向上させる新規プロセスの開発

开发提高医用不锈钢耐腐蚀性能的新工艺

基本信息

批准号：
22KJ1204
负责人：
真中智世
金额：
$ 1.47万
依托单位：
University of Toyama (2023)Tokyo Medical and Dental University (2022)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1204/
关键词：
腐食ステンレス鋼表面処理電気化学レーザ

项目摘要

本研究では、医療用ステンレス鋼の耐食性を大幅に向上させる新規プロセスの開発することを目的とした。①電気化学的な表面処理法の開発および②レーザ熱加工処理法の開発によって耐食性の向上を試みた。①電気化学的な表面処理法の開発について、オーステナイト系ステンレス鋼に対して酸化剤を含む溶液中で電位/電流制御する表面処理を行った。その後、アノード分極試験で耐食性を評価した。アノード分極とカソード分極を繰り返す表面処理によって、飛躍的に耐食性が向上した。これは、表面処理によって腐食誘発性介在物のみが選択的かつ完全に除去されたこと、および不働態皮膜が強化されたことによると考えられる。この表面処理を施した試料は、過酷な腐食環境においても局部腐食を生じないことを確認した。②レーザ熱加工法の開発について、マルテンサイト系ステンレス鋼板材に対してレーザを照射し、アノード分極試験で耐食性を評価した。レーザ熱加工後試料の最表面には粗造化した熱酸化層が形成したため、耐食性が低下した。しかし、熱酸化層直下には再溶解層ではレーザによる溶解と急冷凝固過程で腐食因子の形成が抑制され、耐食性が向上することが明らかになった。上述のように、今年度は2つのアプローチからステンレス鋼の高耐食性化の手法の開発に取り組み、いずれのアプローチにおいても耐食性の向上に有効である条件を確立した。また、今年度は、これらの研究成果に関して国内学会で2件、国際学会で1件の発表を行った。

这项研究旨在开发一个新的过程，从而大大改善医疗不锈钢的耐腐蚀性。我们试图通过1）开发电化学表面处理方法和2）开发激光热处理方法来改善耐腐蚀性。 1）关于电化学表面处理方法的发展，在含有氧化剂以控制电势/电流的溶液中，对奥氏体不锈钢进行表面处理。之后，通过阳极极化试验评估耐腐蚀性。通过反复的阳极和阴极极化的表面处理，耐腐蚀性已大大提高。这被认为是由于通过表面处理的选择性和完全去除腐蚀诱导的夹杂物以及被动涂层的加强所致。已经证实，经过这种表面处理的标本即使在恶劣的腐蚀环境中也不会引起局部腐蚀。 2）关于激光热加工方法的开发，在马氏体不锈钢材料上进行了激光照射，并在阳极极化测试中评估了耐腐蚀性。激光处理后，在样品的最外表面形成了大致形成的热氧化层，从而降低了耐腐蚀性。然而，已经揭示了在快速固化过程中激光溶解和腐蚀因子的形成抑制了再生层，并提高了耐腐蚀性。如上所述，今年我们致力于开发一种从两种方法中改善不锈钢耐腐蚀性的方法，并确定了有效改善两种方法耐腐蚀性的条件。此外，今年，在国内学术会议上进行了两次演讲，并在这些研究结果上进行了一次演讲。