ナノ・サブミクロン電気化学計測法の確立と先進型ナノ複相耐食鋼の開発

纳米/亚微米电化学测量方法的建立及先进纳米复相耐腐蚀钢的开发

基本信息

批准号：
18J20518
负责人：
門脇万里子
金额：
$ 1.41万
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：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

自動車材料や建築材料などとして社会を支える鉄鋼材料にとって、耐食性の向上は材料の信頼性・安全性と結びつく非常に重要な課題である。鉄鋼材料はミクロ・ナノレベルで複雑な金属組織を有しており、そのような金属組織は耐食性にも影響をおよぼすと考えられているが、その詳細は未解明である。今年度は、金属組織中の固溶炭素原子に着目して以下の二つの視点から研究を実施した。(1) マルテンサイト鋼に着目した研究：第一原理計算を実施することで、マルテンサイトの表面特性におよぼす固溶炭素の影響を解析した。具体的には、マルテンサイト鋼中の固溶炭素濃度が増加するほど、鋼の仕事関数が増加することを見出した。仕事関数は金属表面から電子を取り出すためのエネルギーとして定義されることから、この仕事関数の増加はマルテンサイトの優れた耐食性と関連があると考察される。(2) オーステナイト鋼に着目した研究：マルテンサイト鋼だけでなく、オーステナイト鋼についても固溶炭素がその耐食性におよぼす影響を解析した。具体的には、炭素濃度の異なる複数のオーステナイト鋼について、NaClを含有するホウ酸緩衝液中での腐食挙動を解析した。動電位アノード分極曲線を測定した結果、活性溶解による電流値は固溶炭素濃度の増加にともなって減少することが明らかとなった。固溶炭素は、マルテンサイト鋼の場合と同様に、オーステナイト鋼においてもその活性溶解反応を抑制する効果を有すると考えられる。上述のように、今年度は二つのアプローチから固溶炭素が鉄鋼材料の耐食性におよぼす影響を詳細に解析した。その結果、固溶炭素はマルテンサイト鋼およびオーステナイト鋼のどちらについても、耐食性を向上する効果を有することが見出された。また、今年度は研究成果に関して、国内学会にて口頭発表1件、国際学会にて口頭発表1件を実施したのに加え、筆頭著者論文1報を発表した。

对于汽车材料、建筑材料等支撑社会的钢铁材料来说，提高耐腐蚀性是关系到材料的可靠性和安全性的极其重要的课题。钢铁材料在微纳米水平上具有复杂的金属结构，这种金属结构被认为会影响耐腐蚀性，但具体细节尚未阐明。今年，我们重点关注金属结构中的溶质碳原子，从以下两个角度进行研究。 (1)以马氏体钢为研究重点：通过第一性原理计算，分析了固溶碳对马氏体表面性能的影响。具体地，已经发现，随着马氏体钢中固溶碳浓度的增加，钢的功函数增加。由于功函数定义为从金属表面提取电子所需的能量，因此认为功函数的这种增加与马氏体优异的耐腐蚀性有关。 (2)以奥氏体钢为重点的研究：不仅分析了固溶碳对马氏体钢耐蚀性的影响，还分析了奥氏体钢耐蚀性的影响。具体来说，我们分析了几种不同碳浓度的奥氏体钢在含有 NaCl 的硼酸盐缓冲液中的腐蚀行为。测量动电位阳极极化曲线的结果表明，随着固溶碳浓度的增加，由于活性溶解而导致的电流值降低。固溶碳被认为具有抑制奥氏体钢中以及马氏体钢中的活跃溶解反应的效果。如上所述，今年我们通过两种方法详细分析了固溶碳对钢材耐腐蚀性能的影响。结果发现，固溶碳对马氏体钢和奥氏体钢均具有提高耐腐蚀性的作用。另外，今年我们的研究成果在国内学术会议上口头报告1次，在国际学术会议上口头报告1次，并以第一作者发表论文1篇。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Roles of Interstitial Nitrogen, Carbon, and Boron in Steel Corrosion: Generation of Oxyanions and Stabilization of Electronic Structure

间隙氮、碳和硼在钢腐蚀中的作用：氧阴离子的产生和电子结构的稳定

DOI：
10.1149/1945-7111/ab8926
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
3.9
作者：
Mariko Kadowaki; Arkapol Saengdeejing; Izumi Muto; Ying Chen; Gerald S. Frankel; Takashi Doi; Kaori Kawano; Yu Sugawara; Nobuyoshi Hara
通讯作者：
Nobuyoshi Hara

Improving Pitting Corrosion Resistance at Inclusions and Ductility of a Martensitic Medium-Carbon Steel: Effectiveness of Short-Time Tempering

提高马氏体中碳钢夹杂物的抗点蚀能力和延展性：短时回火的有效性

DOI：
10.1149/2.0071811jes
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
3.9
作者：
Mariko Kadowaki; Izumi Muto; Yu Sugawara; Takashi Doi; Kaori Kawano;Nobuyoshi Hara
通讯作者：
Nobuyoshi Hara

共焦点レーザー顕微鏡を用いたマイクロ電気化学計測システムによる炭素鋼の孔食発生挙動の観察

利用共焦激光显微镜微电化学测量系统观察碳钢点蚀发生行为