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[NRIMNews1963-10.pdf](https://mdr.nims.go.jp/filesets/0ffdf9be-a742-4ebe-bc66-7692f5d177db/download)

## Creator

吉村 浩

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[材技研ニュース 1963 No.10](https://mdr.nims.go.jp/datasets/76da3f58-5c3d-4082-841e-04ddd88f7098)

## Fulltext

材技研ニュース　1963　No.10i①一．ゼEoo一一〇EωEo一垣o］一〇〇〇一〇0＝あ○蜆oo一］o－Eo－ooo］’oo’0E0f000眈o〇一10－〇一眈○眈ωEo．但≧聖三…ω…Z－ooω］0f←■▼一0ど10　　　　　　　　　　　　　　　　’ll’’7　　　　　　　！　　　　　　　　　！　　　1≡金属材糊支術研究所ラジオアイソトープ実験場について　当実験場は，トレーサーとしてラジオアイソトープを用いる金属の研究を行なうのを目白勺として建てられたものである。従って，金属の研究に欠くことの出来たい溶解・鋳鍛造・熱処理などの作業が安全且つ十分に行なえることを主眼として建設を進めて来ている。　建設に当たって，全庁舎を同時に設立することが出来なかったために，溶解を初めとする金属研究のための一連の作業のうち，放射性物質による汚染度が高くなると予測せられる側より建設することとなった。この工事は昭和37年度末第1期工事（図の実線部）を終了し，現在第2期工事（図の破線部）にかかりつつある。　現在使用可能の第1期工事部分については本ニュースNα3（1963）にもその概要が示されているが，特に汚染のおそれのある鍛圧熱処理室には特別の考慮を払い，換気25～15呵／時，机上照度450Lux以上とLて作業の　［コ　既設安企を計り，且つ除染のための考慮も当然ながら払われている。写真は同室の一部でありその対策の一斑を示している。　本実験場はその第2期工事終了時において，金属の研究に必要な一連の作業がほぼ行ないうる態勢となる＝戸定でいる。すなわち，数mC程度のアイソトープを使用する状熊で，数kg以下の金属の溶解・圧延・熱処理・機械加工などの一般的作業およびそれらに対する放射能の測定が可能となる。一般的作業の内，分析・機械試験・組織試験などや当実験場担当研究室独自の研究に使用する特殊試験設備などは現在前記各室に分散配置されているが，これらの各設備の他放射化施設や特殊設備を要する研究のための実験室などはいずれ現実験場の2階に増設可能の状態になっているものでおる。建設中L_,=1 ~~F~~ ;~~ ~.~ ~f*+ l ~~ ~: ~~ ~~ ~: *~; :~: ~~ ~~ ~~ ~~ ~ ~~ ~: ~h ~~ i~ ~~.g ~~ )~ ~~: ~~ ~~~ : ~ , , E~~ : ~: ~: I ~: ~: 流し　紬’　　　　　　　2階　1階実験場平面図茅．鍛圧熱処理室の一部①配電盤（防水型）②コーナー③床上流し（ステソレス，排水種区分式）④床（エポキシライニソグ）⑤壁（放射能防御塗料）　一　1一耐熱合金の進歩（1）1700℃一26kg／mm2で400時間耐える経済的なCトMMn系耐熱鋼1　1耐熱禽金の最近の進歩はめざまし一いものがある。第2次大戦の米郷に実濡化されたジェット・エソジソ用ガス・ターピソ材料の研究を契鰯として発縢してきたこの材料分野は，さらに字一iヨ弄1；詞発という一・・大圓櫟に向って抽碓をかけられている。　鮒熱禽金はその使」羽可能な温度傲域によって鰯含金と耐火合金の2つに大別でぎる。前者は650てから簸高王，100oCまで1て’あり，後箸は王000oC以上220CoCまで’である。このうち趣禽金は650～850oCのFe薙，800～1040．CのNi基，850～ユ100．CのCo基などの禽金に，耐火合金はCb某，Mo狐，Ta基，W基などの合金に分類される。そしてFe基は’更に650～800．CのCr－Ni－Fe系と700～850℃のCr・一Ni－Co－Fe系の禽金に繍分される。　鉄鋼材料研究部耐熱合金研究室ではこれまでにCr－Ni－Co・Fe系ではMnを含む蘭M剛耐熱鋼（材披研ニュFス，196！，　No．7），Ni基ではNo・648合金（1960，No．1），Co基では　1Z05B含金（ユ96王，No・12）　なる強力な材料を胃員発してき’たが，その後の研究の進展によって現在では’馳こいくつかの薪材料を爽現しつつある。そこでその内の2，3の材料を翠更」二げてみよう。l1鮒宇；としてここではまずCr・M－Mn系の1耐熱鋼から述べる。　この耐熱鏑は前記の碕Mn耐熱鋼から発展してきたものて＝・おる。その特徴はC0を全く含まずNiが災に低いので一燃経済自勺なこと，鍛造が容易なこと，馴岳孔でのラプチャー独渡にすぐれていることである。そしてその強度の1着1．．1二は碕い窒索含搬と滋撹のW，Mo，Cb浪度で得られたものである。　図1は700．C－26kg／mn2の引張りラプチャー時間におよぼす喬合金、元葉の影饗一を示したもので，基碓細．成として．点線は10％Ni，20％Cf，10％Mn，O，5％Cb，0－5％N，0．25％Cのもの，炎線は6％Ni，20％Cr，10％Mn，0．8％N，O，25％Cのもので凄）る。オーステナイト化能　　　　　　　　　Cb　l％〕　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　50　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　45　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　＾40　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　を　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ξ35　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　〕30　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　地　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　慧25　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　干20　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ト　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ト15　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1h　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　lO　　　　　　　　　　　㌔～．～，o　（％）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　5　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　101測1　70びC－26kg／mm！ク）ラブチヤー1晦1舳こおよぽ　　　す禽金元索σ）影を平500 00．20．40．60．8・1，01．2←．一‘10％N■，20％　r，10％M恥05％C b，450 基雌鮒L蝋蝋狐、叫。。。。1 一400ぴ’吾。し＿き　帖㌔ち　。2　025％O斜　吃．oo圭1’“’■350、5映岨 “～’ 津熟’蟄蟄　o91■幽、，」気ト、一ト200 o’、’げ、、 doノ 、蓬㎏’葛、を、、150 ’’．‘■　　’■■100 i1 3　4　5力はNiを1とすると　MnはO－5，窒素は25～30であるから，N三を6％まで低めても窒素を0．8％まで腐めれば安定かつ強圃なオーステナイト細．繊が得られる。まず、1慧線の基雌組成にM0を6％含金化してWの効災を求めるとW2－5％付近で搬もラプチャー時闘が長く，そのW濃度は災索濃度の10倍に香目当していることが知られる。そこでWを2．5％としてM0の影饗を求めるとラプチャー跨間に対して6％M0の付近までは大藻ないが，それ以上のMO淡度では短時間で破断するようになる。これはMoがフェライト生成元索であり，その能カはCrを1とするとMoは王～2であるためである。次に爽線の茱雄組成の合金．についてMoの膨欝を求めると．1慧線の場禽よりもラブチャー時間の低』’ドが低M0舳こ移行し，この場禽は2～3％Moでピークになる。それでMoを2％にしてCbの膨欝を求めるとO．8～1－O％Cbでラプチャー時闘のピ岬クを示し，しかもこのピークはきわめて高い。Cbのこのような嬢動はこれが強力な炊化物形成元繁であること，童たフェライト竺1三成元索でその能力がCr王に対して！．5～2のためである。そこでCbを工％にしてふたたびMoの膨饗を求めるとMo2％付近がピHクであることが知られる。　このようにして得られたCr－Ni－Mn系耐熱鋼を10M6N合金と呼称し，その700．Cのラブチャー強さをおのおの代表白勺なFe蜘鮒熱合金．であるCr－Ni一一Fe系のTimken王6・一25－6合金とCr・Ni－Co－Fe系のN一一155合金との強さと比較して図2に掲げておく。10M6N禽金がいかに強力であるかが如られる。これらの禽金の化学組成を表1に示す。蓬1代毅的肝直蕪耐撫含金ω化寧繊成　10M6N含金は窒素を0－8％含オヨ’していてもMnが吊奏1くMoが低いので鍛1二r三が容易であり，しかも災にNiが低いので緩済白勺である。そしてその800．c－10Kg／m加望におけるラプチヤー・ライフは260崎閥で崖〕る。一1■’丁’■’「「「…一十十←4＋16・全5－6，100　鮪閥㈹　　1㏄Oド1莫12　喬柳Feリ□葦1鮒熱禽金の700℃のラプチャー強さluDG0令　令　令炭素鋼の熱疲労　　　　　　　　　　令　　令　　令　変動する温度条件下で使用される機械部品は汎度の変動に伴って熱応力による疲労を受ける。これによる疲労損傷はボイラ，ヂーゼルエソジソ，ターピソなどの熱機関等にはよく兄受けられる。近時これらの熱疲労に対する研究は材料の高温強度的な観点からもさかんになり，当所においても種々な熱疲労試験機を用いて種々な材料の熱疲労特一1叶や溶接部の影響など材料の熱疲労強度の向上の研究を行っている。　材料強廣研究部では最近炭素鋼（タイヤ材）について熱疲労特性を求めたカミ，ステソレス鋼などの耐熱鋼と異なり，熱疲労強度にその雰開気が大きく影響することを明らかにしたo　用いた試料は0．68C，0．10Crの炭素鋼（840℃A．C．）で，これを空気中およびアルゴソ雰囲気中で熱疲労試験し，その強度おび破損の様和をしらべた。ただしアルゴン雰囲気1＝1コの試験は装置の都合で中牢円筒状試験片の外側のみをアルゴツガスでつつみ，内側は空気中のままとした。なお中空試験片の肉厚は1mmである。　試験結果は図1のように，アルゴン雰囲気中での熱疲労寿命は空気中に比し約1．5倍になっている。この結果から塑性歪と破損繰返数との関係を求めたのが図2で，　N二吻＝Cなる関係が認められる。Lかし平均温度Tm＝350．Cの場合は温度振巾∠T＝300℃の点が直線からかな‘）はずれている。これは上隈温度500℃付近以下の汎度では酸化の影響が少いためと考えられる。なお？炭素鋼Tm55ぴC△　　・　　　　400．C口。　350’Cx　　．　　　　55ぴC▲　18－8Tm40ぴC図2ではアルゴ1ノ雰囲気は試験片の外側のみでおるので塑一1生歪の資料は省略してある。　試験片の破損の様相は写真に示すとおりで，ステソレス鋼等では酸化の影響はさほど大ぎくないが，炭素鋼では明らかに大きく影響Lていると考えられる。空気中の試験片では写真1および2に示すように，クラックはすべて酸化物でおおわれ，かつすべて表面から発生し，クラックのまわりの酸化物はピット状を呈し，このピット状酸化物の生し1ていない箇所にはクラックは認められない。また破断箇所を除いては，この酸化領域からはみ出してクラックのみが進行している状態はほとんど認められない。アルゴソ雰囲気中での試験片はアルゴソにつつまれた試験片外側部は写真3のように酸化ピットはもちろん，クラックの発生も認められず，同じ試験片の空気にさらされた内側部にのみ発生している。また100，C00サイクルでも破断Lなかった350℃±150．Cの試験片では表而酸化層もうすく，酸化ピットの形成も認められない。さらに一定応力下で単に熱サイクルのみを与えた場合もこのような酸化ピットは認められない。　これらの点から酸化ピットの形成には繰返応力が重嬰な働きをするもので考えられ，試験片表面に生じた酸化膜が繰返応力で割れ，局部的な酸化の進行を促し，その酸化物中にクラックを生ずるものと、思われる。このように炭素鋼の熱疲労破損はステソレス鋼などと異なり．その酸化雰囲気に支配されるところが大きい。　100とF80こω60■号蝉40！舶無　20■、　　㌔□x＼▲＼迎訣 ▲△一　　10＝　　　　　　　10コ　　　　　　　10－　　　　　　　10ヨ　　　　　　　　　破損繰返数N｛図1熱司…（塑雌十弾ドE）振巾と破1断までの繰返し数との関係名蜂10陥劃覇写頁1　550oC±20ぴC（x40）　　　　　　　10　　　　　　10　　　　　　10　　　　　　　　破損繰返数’Nf1皇12熱1度労11■の平均塑性司1振11］と破断までの繰返し数一≡10 ○炭素鋼Tm55ぴC△　　〃、▲＼　　　▲ □　　〃■400’C35σC1ポ8 400IO、△一茗 □▲＼▲　　　　㌔10Nfo・ヨ宮εp■＝C △、一’10　10呈10ヨ ’’ln　ヨ10写真2　550．C±200oC（×320） 写真355ぴC±250℃（x80）（アルゴソ1キ1）Etched　by　NitalC　S　I　R0　と　Tribophysics　　　　軽金属研究室長松尾茂　オーストラリヤは1901年に独立Lているが，もともとは英国の植民地であったし今も英連邦内の一国として英国の女王に一忠誠を誓い政治的にも経済白勺にも英国と強く結ぼれている。この結び付きは想像を越えるほど強いもので，法律上の定義は如らないが，これでも独立国かと一思うほどである。たとえば，オ←ストラリヤは連邦帝＝」で各州にはそれぞれ州知事がおり，オーストラリヤ連邦には総督がいるのであるが，その総督はもちろんのこと州知事でさえ選挙によって選出されるのではなく，英国女王が任命するのである。実権はなにもないとはいえ・このような制度は奇異に感じられる。　ところでここ数年の問に，日本とオーストラリヤ間の経済関係は深くなっていく一カのようで，それに伴なって人の往来も盛んになり，経済とは余り関係のなさそうな当研究所へも今までC．S－I．R－0一関係老数名が立ち寄っている。このC．S．I．R．O．はCommonwealth　Sci－entific　and　Indust「ial　Research　OrganizatiOnの略称で連邦政府の機関である。大学は州政府に属する。ちなみにオーストラリヤは正式にはCommonwealth　of　Aust－raliaと呼ばれる。現在C－S－I－R．O．では研究貝約1，500名，職員総数4，500名と称しており，又これに所属する研究所の数は45で規模に応じて“DivisiOn”又は“Sec－tiOn”と呼ぱれ各地に散在Lている。農林・鉱工業関係一切の国立研究所はこれに所属しているが原子力研究所や航空研究所その他軍事に関係するものは除外されている。　C．S－I－R．O、の経費は政府予算と業界からの寄金によって童かなわれる。例を1961－62会計年度にとると，政府予算が約930万ポソド，寄金が約280万ポソドで，この寄金の中約210万ポソドが羊毛関係より出されている。このことだけからでもオーストラリヤの産業界における牧羊および羊毛の占める地位が想像出来る。この総予算約1，210万ポンドの中で農林・水産・牧畜関係以外に使用されたのは約330万ポソドである。　筆老のいたのはDivisionof　Tribophysicsと呼ぱれる所で，研究員約30名，総数で50名程度の小じんまりした研究所で，建物は煉瓦造りの3階建でメルボルソ大学の構内に位置している。所長秘書と図書室員を除けぼ事務官は一人いるだけで物品購入から職員の給料等一切の事務を処理している。　研究員は次のような階級に分けられている。なおついでに給料の範囲を付記Lておく。　　　　　（遍巻第58号）　　　　　　　発行編集兼発行人吉　村　浩印　　刷奥村印刷株式会社　　　　　　　東京都千代田区西神田1の10　　Senior　Principa1Research　Officer　　　3500ポソド／年　以上　　Principa王Research　Officer　　　2980～35COポソド／年　　Senior　Research　Officer　　　2395～2700ポソド／年　　Research　Officer　　　　1510～2265ポソド／年　　Experimenta1Resea］＝ch　Officer　　　　1070～1950ポソド／年以上は男子に対する給料で女子の場合は年に180ポンド少ない。大学新卒は最初E．R．0・で入り数年間訓練される。大学卒でなけれぱR．O．以上にはなれない。研究員以外には図書，1製図，写真等の係り一いずれも専門としての貰格を有Lている一や助手，工員がいるが，別にTech－nical　Officerと呼ぼれる人カミ何名かいる。　日本では我々技官はおしなべて“Technica1Officer”と英訳されているけれども英連邦ではTechnica工0fficerとResearchOfficerとは全く別で，前老の職務は機械・装置の整備保守で研究は行なわない。　Tribophysicsとは変った名前であるが，辞書をみると’trib0”はギリシヤ語源の“tribos”よりきているものでrubbingの意味だと書いてある。なんとなく由緒ありげな名前でおるが，この研究所は1939年にLubricants　andBearing　Sectionとして発足し，大戦中は実際にベヤリソグ生産の指導をしたそうである。ついで1949年ここがDivisiOnに昇格Lた時に名前をTribophysicsと変えた。Dr．W．Boasの所長就任と同時でおる。以後徐々に性格が変ってきて現在では固体表面の物理・化学および金属物理的な面に研究の主体がおかれている。それらについては別の機会にゆずる。Dr－BOasは各国の研究老がどのような待遇をうけどのようた生活をしているかということに興味を持っておられ，機会があれば日本も訪ねてみたいと言っておられたが，6畳一問に親子3人で暮している老もいるのを見られたならぼ何と言われるか容易に見当がつく。最近は日本大国論も出る程の時代だから近いうちにこのような非人問白勺生活は解消きれることであろ5。所　科学技術庁金属材料技術研究所　　　　　　東京都目黒区中目黒2丁目300番地　　　　　　電話　目黒（712）3181（代表）