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

• 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

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。

本研究的目的是开发一种可显着提高医用不锈钢耐腐蚀性的新工艺。我们尝试通过（1）开发电化学表面处理方法和（2）开发激光热处理方法来提高耐腐蚀性。 ① 关于电化学表面处理方法的开发，通过控制含有氧化剂的溶液中的电位/电流，对奥氏体不锈钢进行表面处理。此后，使用阳极极化试验评价耐腐蚀性。通过重复阳极极化和阴极极化的表面处理，显着提高了耐腐蚀性。这被认为是因为通过表面处理仅选择性且完全去除诱发腐蚀的夹杂物并且钝化膜得到强化。经证实，经过这种表面处理的样品即使在恶劣的腐蚀环境下也不会出现局部腐蚀。 ② 关于激光热处理方法的开发，我们对马氏体不锈钢板进行激光照射，并通过阳极极化试验评价了其耐蚀性。激光热处理后，样品最外表面形成粗糙的热氧化层，导致耐腐蚀性能下降。然而，研究表明，在激光熔化和快速凝固过程中，在热氧化层正下方的重熔层中腐蚀因素的形成受到抑制，从而提高了耐腐蚀性。如上所述，本财年，我们通过两种方法致力于开发提高不锈钢耐腐蚀性的方法，并建立了使用任一方法都能有效提高耐腐蚀性的条件。另外，今年我们在国内会议上做了两次这些研究成果的报告，在国际会议上做了一次报告。

项目成果

Electrochemical Surface Treatment to Improve Corrosion Resistance of Type 316L Austenitic Stainless Steel

电化学表面处理提高316L型奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能

• 发表时间: 2022
• 作者: Tomoyo Manaka; Yusuke Tsutsumi; Peng Chen; Takao Hanawa
• 通讯作者: Takao Hanawa

オーステナイト系ステンレス鋼の耐食性を向上させる電気化学表面処理法の開発

提高奥氏体不锈钢耐腐蚀性能的电化学表面处理方法的开发

• 发表时间: 2022
• 作者: 真中智世; 堤 祐介; 陳 鵬; 片山英樹; 塙 隆夫
• 通讯作者: 塙 隆夫

電気化学表面処理によるオーステナイト系ステンレス鋼の高耐食性化

通过电化学表面处理提高奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能

• 发表时间: 2022
• 作者: 真中智世; 堤 祐介; 蘆田茉希; 陳 鵬; 片山英樹; 塙 隆夫
• 通讯作者: 塙 隆夫