希少耐食元素を濃化領域として活用した新規高耐食ステンレス鋼の創製

利用稀有耐腐蚀元素作为富集区创建新型高耐腐蚀不锈钢

基本信息

批准号：
22KJ0240
负责人：
齋藤遥
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 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-22KJ0240/
关键词：
高耐食化ステンレス鋼モリブデン

项目摘要

本年度は、耐孔食性を向上させる代表的な元素であるMoを、ステンレス鋼中に「固溶」ではなく「第二相化」した、高耐食ステンレス鋼の開発に取り組んだ。SUS304Lステンレス鋼の粉末と純Moの粉末を混合・焼結し、Mo濃化組織を含有するステンレス鋼を作製した。作製鋼に対して、耐食性に及ぼす熱処理条件とMoの添加量の影響を評価し、耐食性向上のための金属組織の条件を明らかにした。焼結鋼に対して、高温で長時間の熱処理を施すと、MoとCrが濃縮したBCC相と、Niが濃縮したFCC相からなるMo濃化組織が形成されることを見出した。また、熱処理温度の上昇や、Moの添加量の増加に伴い、Mo濃化領域の割合が増加した。作製したステンレス鋼は、従来のSUS316L焼結ステンレス鋼よりも高い耐食性を示した。特にMo濃化領域の体積分率が高くなるほど、孔食電位が上昇することを見出した。BCC相とFCC相のモデル合金を作製し、それぞれNaCl水溶液中での動電位アノード分極曲線の測定を行い、各相の溶解挙動を調査した。Mo濃化領域中のBCC相は、MoとCrが濃縮しているために耐食性が非常に高く、孔食成長のバリアとなる可能性が示唆された。したがって、Mo濃化領域の割合が増加することにより、孔食の成長が初期の段階で抑制されるため、高い耐孔食性が得られたと考えられる。また、定電流分極測定を行うことにより、孔食起点が母相であることを明らかにし、Mo濃化領域は孔食の起点とならないことを明らかにした。

今年，我们致力于开发高耐腐蚀不锈钢，其中Mo是一种提高耐点蚀能力的典型元素，它被制成“第二相”而不是不锈钢中的“固溶体”。将SUS304L不锈钢粉末和纯Mo粉末混合并烧结，生产出含有富Mo结构的不锈钢。评价了热处理条件和Mo添加量对所制备钢耐蚀性的影响，明确了提高耐蚀性的金相条件。我们发现，当烧结钢在高温下进行长时间热处理时，会形成由富Mo和Cr的BCC相和富Ni的FCC相组成的富Mo结构。此外，随着热处理温度的升高和Mo添加量的增加，富Mo区域的比例增加。所生产的不锈钢比传统的SUS316L烧结不锈钢表现出更高的耐腐蚀性。特别是，我们发现富Mo区域的体积分数越高，点蚀电位越高。我们制备了具有BCC和FCC相的模型合金，测量了它们在NaCl水溶液中的动电位阳极极化曲线，并研究了各相的溶解行为。由于 Mo 和 Cr 的浓度较高，富 Mo 区域的 BCC 相具有非常高的耐腐蚀性，这表明它可能充当点蚀生长的屏障。因此，认为通过提高Mo富集区域的比例，在早期阶段抑制了点蚀的生长，从而得到了高的耐点蚀性。另外，通过进行恒电流极化测定，可知点蚀的起点是基体，富Mo区域不是点蚀的起点。