スーパーメタルの創製のための凝固・冷却時の高温析出相の“In−situ”観察制御

Fe-42%Ni合金と鋼を溶融状態から凝固、冷却した時の析出相を共焦点走査型レーザー顕微鏡でその場観察を行い以下の結果を得た。1.Fe-42%Ni合金はシャドウマスク材料等に用いられ、打ち抜き特性を向上することが重要であり、この特性の向上には高温で析出するMnSが重要な役割を担っている。溶体化処理後冷却過程でのMnS相の析出温度を直接観察から測定し、MnとSのFe-42%Ni合金中での溶解度積を温度関数として求めた。求めた溶解度積は従来鋼で報告されている溶解度積と近かった。析出後のMnS相の成長過程をその場観察するとともに、急冷した試料の分析から析出したMnSはアルミナを核として成長していることがわかった。これらはFe-Ni合金の打ち抜き特性の向上に必要なMnS相の析出現象の基礎データを提供した成果である。2.Mn系硫化物の鋼の固相中での析出・成長挙動を明らかにすることは、鋼の機械的性質の向上に重要である。鋼中においても上記と同様の観察を行った。析出温度は文献値に比べて、125K低かった。これは析出物がFeを固溶した(Mn、Fe)Sであるため純粋なMnSの値とは異なったと考えられる。析出物の成長速度は非常に速く、析出物の粒径は時間の約1/3乗に比例して大きくなった。このことから、析出物はオストワルド成長と同じ機構で成長したと考えられる。オストワルド成長を考慮した析出物の成長モデルで、臨界核半径を0.5nmとした場合の成長速度は観察結果と良く一致した。

Fe-42%Ni合金と鋼を溶融状態から凝固、冷却した時の析出相を共焦点走査型レーザー顕微鏡でその場観察を行い以下の結果を得た。1.Fe-42%Ni合金はシャドウマスク材料等に用いられ、打ち抜き特性を向上することが重要であり、この特性の向上には高温で析出するMnSが重要な役割を担っている。溶体化処理後冷却過程でのMnS相の析出温度を直接観察から測定し、MnとSのFe-42%Ni合金中での溶解度積を温度関数として求めた。求めた溶解度積は従来鋼で報告されている溶解度積と近かった。析出後のMnS相の成長過程をその場観察するとともに、急冷した試料の分析から析出したMnSはアルミナを核として成長していることがわかった。これらはFe-Ni合金の打ち抜き特性の向上に必要なMnS相の析出現象の基礎データを提供した成果である。2.Mn系硫化物の鋼の固相中での析出・成長挙動を明らかにすることは、鋼の機械的性質の向上に重要である。鋼中においても上記と同様の観察を行った。析出温度は文献値に比べて、125K低かった。これは析出物がFeを固溶した(Mn、Fe)Sであるため純粋なMnSの値とは異なったと考えられる。析出物の成長速度は非常に速く、析出物の粒径は時間の約1/3乗に比例して大きくなった。このことから、析出物はオストワルド成長と同じ機構で成長したと考えられる。オストワルド成長を考慮した析出物の成長モデルで、臨界核半径を0.5nmとした場合の成長速度は観察結果と良く一致した。