粒界工学に基づく加工熱処理による粒界劣化抑制法の原理解明

基于晶界工程的加工热处理抑制晶界劣化方法原理解析

基本信息

批准号：
16J03618
负责人：
鴇田駿
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

オーステナイト系ステンレス鋼溶接熱影響部における粒界腐食をはじめとする粒界劣化現象を抑制する手法として、粒界工学に基づく加工熱処理により粒界性格分布を制御した粒界制御材の諸特性の向上が報告されている。本研究では、粒界制御のメカニズムを実験的に明らかにし、これに基づいて粒界制御のための加工熱処理法の学術的原理を構築することを目的として、研究内容1：粒界性格・構造と耐粒界腐食性の関係の調査、研究内容2：高温その場観察を用いた粒界制御中の微細組織形成過程の解明、研究内容3：最適加工熱処理条件と材料物性の関係の調査の3項目について研究を行った。研究内容1について、304オーステナイト系ステンレス鋼にエッチングや腐食試験を行った試験片のEBSD解析や、画像解析ソフトウェアや結晶方位解析ソフトウェアを用いたデータ解析を行った。その結果、対応粒界頻度が増加しランダム粒界が不連続化した試料において耐粒界腐食性が向上することが明らかになった．また，耐粒界腐食性の効果的な向上を得るためには，十分な時間の焼鈍を行い残留したひずみを除去することが有効であることが明らかになった。研究内容2について、高温その場EBSD観察により、対応粒界頻度の増加とランダム粒界の不連続化を達成する過程の直接観察に成功した。また結晶方位関係の詳細な解析により、ランダム粒界が不連続化する過程で対応粒界を形成するような焼鈍双晶のバリアントが選択的に発生する可能性が明らかになった。研究内容3について、加工熱処理における冷間圧延の圧下率、焼鈍温度、焼鈍時間を系統的に変化させた試料のEBSD観察を行い、適度な圧下率ののちの焼鈍により生じる異常粒成長によって対応粒界頻度の増加とランダム粒界の不連続化が効果的に達成され、また焼鈍温度を高くすることで粒界性格分布の最適化による耐粒界腐食性の向上が短時間で達成されることが明らかになった。

作为抑制奥氏体不锈钢焊缝热影响区晶间腐蚀等晶界劣化现象的方法，基于晶界工程的加工热处理通过控制晶界特性分布来改善晶界控制材料的各种性能。报道称。本研究旨在通过实验阐明晶界控制的机理，并在此基础上建立晶界控制加工热处理方法的学术原理。研究内容1：晶界特征与结构研究内容2：阐明利用高温原位观察研究晶界控制过程中的显微组织形成过程，研究内容3：最佳加工热处理条件与材料性能之间关系的研究进行了三项研究。针对研究内容1，我们对经过蚀刻和腐蚀试验的304奥氏体不锈钢试样进行了EBSD分析，并使用图像分析软件和晶体取向分析软件进行了数据分析。结果表明，相应晶界频率增加且随机晶界变得不连续的样品的耐晶间腐蚀性能得到改善。另外，可知为了有效地提高耐晶间腐蚀性，进行充分时间的退火来除去残余应变是有效的。关于研究课题2，我们通过高温原位EBSD观测，成功地直接观察到相应晶界频率增加以及随机晶界不连续的过程。此外，对晶体取向关系的详细分析揭示了在随机晶界不连续的过程中选择性地发生形成相应晶界的退火孪晶变体的可能性。关于研究内容3，我们对在加工热处理过程中系统地改变冷轧压下率、退火温度和退火时间的样品进行了EBSD观察，有效地实现了晶界频率的增加和随机晶界的不连续性。，并且通过提高退火温度，通过优化晶界特征分布可以在短时间内实现耐晶间腐蚀性的提高。