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[NRIMNews1967-09.pdf](https://mdr.nims.go.jp/filesets/1fcd6f53-747e-4780-9702-36514ebc66f3/download)

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吉村 浩

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[金材技研ニュース 1967 No.9](https://mdr.nims.go.jp/datasets/0126077b-b259-4064-b75f-f55e5eb16b04)

## Fulltext

金材技研ニュース　1967　No.9七〇一．ゼEoo．一〇E眈Eo一垣O］1oo．o0＝あ○蜆oo一］o－Eo－ooO］’oo’0E0f000眈o〇一一〇〇一〇一眈○眈ωEo．但≧聖三…ω…Z－ooω］0f←1’；高圧下塑性実験装置　固体を高静水圧中におくとその種々な性質が変化することは以前より知られている・電気磁気材糊肝究部では材料強度研究部と’脇力して高静水圧下における金属材料の機械的性質の変化を研究し，瀞水圧塑性加工法の基礎硫料を得る目的で41年度に高圧下塑性実験装置を螂乍した。　この装置は最高常用圧力15，000kgcm2で，常圧より最高圧力までの任意の圧力中で引張試験を行うことができる。圧力容盤は厚肉円筒で，この中に液体を封入しこれを圧納することによって高圧を得るピストソシリソダー型で，円筒の上下により同寸法のプラソジャーを抑入して昇圧する。引張試験はシリソダーとプラソジャーの変位によって行い，上下のプラソジャーの相対位置は変化しないため円容積は一定で，従って試験中圧力変動が生じないO装置の基礎になっているものはRieh1e式50ton万能試験機で，この可勤クロスヘッドに高圧円筒をとりつけ，固定クロスヘッドにとりつけた増圧機，及びプラソジャーで円筒内の液体を圧縮して圧力を上げ，その状態でシリソダーのみをうごかすことにより引張試験を行うものである。昇圧系統は汕圧ユニット（140kg／cm2）一次珊圧機（2000kg／cm2）二次増圧機で椛成されている。引張試鹸を行う際はあらかじめ外椰で試験片を抑入した引張榊をロードセルと一体で円1{ ~=~ lli --~l~! ~l,~~,~;F ": II is~< l- (I l~~j*-q ~l L4: 'r *~~' i 　　　　　　　装置の主要諾元最高常圧力1ユ5，oo0kg／cm里引張試験中の圧力変動1設定他の土0．5％％以内圧力室1内径30mm，長さ約！50mm引張荷重：最大1，500kg引張速度：0．1～10mm／min試験片寸法：標準直径3mm，有効長30mm及び40mm筒中に入れ昇圧するだけでただちに試験が行なわれるように設計されている。引張荷重の測定には磁歪型ロードセルを用いてい机従来一般に用いられている抵抗線歪ゲージ貼布型のものは，はがれ等の閥遡で寿命が短かく不安定であるのに比べ，磁歪型のものは安定で半永久的に使用でき，かつ圧力の影響が本質的に少いという利点がある。歪の汕1淀は商圧容榊外で行なっているが，歪の大きい場合には容淋その他の弾性歪の分は無視することができる。微粉酸化鉄の迅速還元法　10mm枕後の大きさの概粒鉱石の遮元炉としてはシャフト炉，固転炉が適し，100メッシ前後の粉鉱石の遣元には流醐煩が有効である。しかし325メッシ以下の微粉鉱の遮元炉としも流醐煩を用いることには閉魎がある。その第一は遺元速度の低下である。これは粒子を活醐させるガス流速が粒径の産1乗に比例して小さくなるため微粉になると流動炉に供給するガス最が急減して遼元に必要たガス最が極度に不足状態となることに起閃する。第2は流動遠元において必ずおこる焼緒現象である，この現象は徴粉になるほどおこりやすく大きな障審である。これらの2つの閉魎点から流動遼元炉は微粉鉱に対しては遼元炉としてのすぐれた特色を両く失ってし重うので，これらの徴粉鉱に適した遼元法が必要である。大きな表面稜をもつ徴粉鉱の特徴を充分に活用できる遼元法が実用化されるならぱ遺元速度はきわめて大であり，近時徴粉鉱の増大とともに有用た方法となると思われる。ここにおいて徴粉鉱の遺元法として考えられるものは輪送馴こよる遼元法である。これは高慨の運元ガスの流れの中に微粉鉱石を噴射し微粉鉱は遼元ガスの申を輸送されながら遼元されるものである。こ1の方法によれぼ供給する徴粉鉱石の遼元に必要な遺元ガス盤が充分に使用可能であり，童た反応は流動胴では濃・厚鰯で行なわれるのに対してこの方法では稀薄鰯で迅遼に行なわれるため焼繍がおこらないなどの特色があるo　製鉄研究室ではこの輪送鰯遺元法の爽用化の可能性を検討するごとを周的として図1に示すようた装糧を用いて微粉酸化鉄の遼元爽験を行たった。反応衡は内径30nユm，長さ4，700mmであり材質はSUS42である。外熱周電気炉は6分割して各炉の概度を強弱トラソスを用いて所定概度に崖吻調節した。また反応衡内壁に微粉鉱石の附瀞を防1Lするために電磁ハソマーによるて反応衡に振醐を加えたo微粉試料はT．Fe；58．9％，Fe＋＋；O．2％で平均粒径約3、αの硫酸津を用い遺元ガスとしては水索ガスを使用した。給鉱はガラス製流醐符により水素ガスによって硫酸津を流鋤させ飛びだし鉱を反応管に導いて遼元を行なった。遼元鉱採取は採取瓶11111に脱脂納を充垣1エして抑蜥した。図2は鍍随上昇輸送層におげる遼元実験縞果である。これによると遼元淑度の上帰と共に遼元速度も大となる。遮元淋疫600．Cでは遮元11、舳」7．8秒で遺元率25．4％と低いが，900．C遼元では遼元時間約3秒で遼元率g0％に達する。つぎに遼元速度と遠元縦度との関係から遮元概度が600oC～800叩においては遼元概度の膨響が大きく界雨化学反応が律速であると恩われるが850．C～900．Cでは淑度の影響が少なくなりガス境膜拡赦が律速となることが推察されたo今後酸化鉄の粒度，櫛類および遼元ガスの影響，微粉鉱石競に対する遼元ガス最の割禽と遠元速度との闘係などについて研究を逃める計繭である。メーター1　…竈磁ハンマー灘」」・　輸逮反’．繍蕃図1　i1楡送臓滋元錐概茗｛601虞黎柵H望2．0　　　　　　4，0　　　　　　6．o　　　　　　君一〇　　遇元翰閥（砂〕卿2　魏腹」二舛流による輪送鰯遼元における遼元率　　と還’元11棚＝1’1との閑係ニュ岬スNo．10垂（8月号）第2頁の関111111の武を　　　｛（㎞1・・ふ一一一1）に細1帆一2一合金元素の挙動を究明一一オーステナイト系耐熱鋼の商温強度一　突用されている耐熱材料は一般に腹雑な多元系介命．であるO劣元系に一している理1111はイ1■111々の元素に異なった役1暮11を持たせ禽金の性能を商めると共に，多くの強化機椛を併用して強化をはかるためて＝’あるoこの様な考え方は特に鉄兆の耐熱令金において顕著であり，例えぱ組成の異なる析出物を迦統的に析11111させて強化する方法などが良くとられているoまた複令的に元素を添加している以」二は，蝋独添加では得られない様な効果，すなわち複令添加による交亙｛乍用を引きll．1すことがなくては，多くの元素を添加した意叢が少ないと思われるo　そのため工業化研究部工業化第一研究室では，ユ8Cr一ユ2N1／12Ni－0．2Cオーステナイト鋼を対象として多元系合金におげる個々の元素の役側を扮1杓にも㎎らかにすると共に，特に複脅添加による交互作用の内容を究閉してきたo　高温強度に対する鰹合添加による交ブ11作∫月は，低旗素鋼におけるNとMn，低合金鋼におけるCNとCr，Moなどの例の様に，侵入型元素と灘換型元素を同時に添加した場含に認められ，かつその強化機撚はかたり詳舳こ検討されている。それに対して，オーステナイト系耐熱鋼においては，MoとN，MoとBを剛制こ添加すると著しい強化作用があることは認められているが，その　　50　　　’一凹一…一’｛’’’』一’」」’’』’…　’’□1一」』皿⊥」’……’山■■■山’…11’L’’　　　　　M1一豊拙青浦加　　一〇　　　　　　拭躰；盟捕‘o〕　　　凹o’　　600　　別　　　…其■’舳o　　　　　　　　　　　　　　　　　　　」．／　　　ノ　　　　・・一一一1山　　　　　　　　　■、ク・’’　　　　＿｛＿＿　7舳　　　　　　　　　　　　　　　　　　　／　　ノ　　加　巾・一舳　　／一十　　、イ！　　、、，　　　．、4二〆6ニニ！竺ニニ〃メー　，o　　　山・・」一一一一’一一一・・一一‘一■」一・一」一’■止皿」止一…■L’■’■1’　1」」’ユ’…’■一…’’’一」止’…一0’’’一」　　蟻　燗　ヨO01㈹ヨ舳1舳　　灘　1甘j］‘山　1‘舳ヨ岬」W」　　　　　　　　　　蝦　；報　塒　㈹仲り閑夏　尚湖、嚇度に及ぽす海介添舳こ．1＝る交万㈹’1］の字f与　＊｛と言汰蜴灸評■■U変，歪皮絢手1I、宇州とρ）1測係詳細はまだ㎎らかにされていないoそのため，この機榊を究リjする一災として，談ず刎象をw1榊こ犯椀することに錫めているo特に，この様な理象が起こる限界の条件を醐らかにしたいと考えているo　図！はMoとN，MoとBを複合添加した際に現われる交互作用が，試験服度，破1断時1舳こ応じてどの様に変化するかを求めた締果であるoこの交互．作用の両元索を複含添加した際の強化斑をら，吊1証元索の三1三効果兇の和を養していた破雌，いわぽ両元素が共存することだけによって得られる特別の効果最である。この図から醐らかな様に，MoとNの交亙作用は高楓，一長時閲側で著しく，最商で強度の40％にも達する。MoとBの交互作周は700oCで澱大になり，強度への寄与率も最高で20％程度である。この様に，この現象の試験猟度，崎閉依存性がはっきり現われる原因は拡散眺象，すたわちクリープl1ll1の組織変化と密接な閑係にあることを示唆していると考えて良いであろう。この組織変化を観察すると，MoとNを複合添加11した際にはこの槻度，時『閉範閉内で徴細たCrMoNx窒化物の析11111が生じ，MoとBを複合添加した試料では700．Cで微細な，多甜のM舶C6の析1」uが生じているo　また，　クリープ破断はすべて粒界で生じるが，交互作用が現われる範囲　では破断仰びが著しく大たる。　　従って，添加元索は粒内の変形抵枕を高めク　リープ速度を遅くする作用と，粒界を強化しク　リープ破壊が生じる時閥を引仰すという2つの　㈹羽があるが，この弼者の機能を刷1寺を達せら　れる様に禽金元素を組含せて添加した1時，交亙　作用が現われ，薪しく強化されると考えられ　るo　　そして，この様な複禽添加による交亙作周は　長時糊重渡の改善と靭性の改善にすぐれた効築　を示すことが大きな特徴でろあう。一3一腐食率測定装置　金属の腐食速度（腐食率）は，一般に腐食瑛境に暴露した試片の重量減によって求められている。この方法は簡単であるが，かなりの試蜘時問を要するうえに，腐食量が時間とともに変化する場合にはその問の平均腐食速度のみを与えるにすぎず，また腐食生成物を除去しにくい場合には大きな誤差の原因となりやすい欠、点を有する・従って腐食速度の測定においては腐食生成物の除去を行なわず，金属部分のみの減少を迅速に測定しうるような方法が望まれる。　腐食防食研究部腐食言棚1」研究室においては，金属の腐食速度の迅速測定として重量減法に代わる二，三の測定法について研究を行たっている。その一つの方法は金属薄片試験片として，腐食の進行によるその電気抵抗の変化から腐食量を測定する方法である。　この方法においては，測定感度を高めるために厚さO．025～0．25mmのリポソ状の腐食試片を使試用し，これと同種1司寸の絶縁被被を施した汎度補償用試片とを一組のブローブにし，これらを交流プリッジの2辺とする。測定装置は可変抵抗，示零器，サーポ増巾雅，定電圧電源，プログラム設定器などから構成されている。腐食の逃行により試片の抵抗が増加すると，プリッジに不平衡を生ずるが，その不平衡分をサーポ機桃によって常に平衡を保たせ，そのために必要な抵抗の変化量から腐食最を続みとり，1司1時にその他を電子管式mV記録計に連続記録しうるようになっている。試作した腐食率測定装置の外観を写真に示す。本器はサーポ増巾回路および定電圧回路がトラソジスター化されているため，消批電力が小きいうえに，安定度が高く，長時閉の使用に適するよう考慮されている。　木法による腐食量汕11定結果の一例を図1に示す同図は種々のpH値を有す3％NaC1溶液中における軟鋼について臓食速度の経時変化を示すもので，重最減法では測定できない短1時間における腐食量の変化が連続的に求められている。　この方法の第1の利点は腐食生成物を除去する必要のない点で，このため試験胞；紬○．：：二∵片を腐食蝶境から取出さずに腐食過程を連続的に記録することができる。　第2の利点は感度がきわめて高い点で，かなり耐食性のよい金属も比鮫的短時問で腐食量を求めることができる。　本器は軟鋼，ステソレス鋼，アリミニウム合金等について，O．1mm厚のリポソ状試片に対しO．01μ租度の肉厚変化が測定できる感度を有する。また試料形状にはリボソ状のほかに管状または線状のものがあり，使用条件に適して各種の厚さまたは径のものが使用されるoたは径のものが使用されるo■　　1■■…　　　…凹皿」」一■1．．二一EF．翁 紗1仁PH3〕2．O■幽 PH7踊個蛭LOPH12日 1n 1日 o10　　　　　15時　口（111つ凶1　pH1～12の3％NaC1溶液［1］における炊鋼の　腐食速度の締1痔変化（2ポC榊止）　　　　（通巻　第105号）細眺氷充行人　吉　　　　村　　　　　浩印　　11川奥村印舳秋式会杜　　　　　　火京1郁千代111区州’1■川1の10発行所科学技術庁金属材料技術研究所　　　　　　　　　リ（二旦j（朽i｛口’、叫1メニl11・ll］只ミ2コ」目3調芋12け　　　　　　　　　　　　　　1コ烈（712）3181（代表）