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[金材技研ニュース 1973 No.4](https://mdr.nims.go.jp/datasets/d5aaa794-0116-4858-b427-cade7272a43e)

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金材技研ニュース　1973　No.4i〇一．ゼE①o一一〇〔ω⊂oo○コーooo－oo＝あ○眈oo一］o－Eo－ooO］一〇〇’0E0f000眈o〇一一〇〇一〇一眈○眈ωEo．由≧里三…ω…Z－ooω］0f←㎜．4金属材料技術研究所鉄鋼の靱性と分散相の関係　鉄鋼材料の強化には1痔効や焼戻しの際に起る分散相粒子の析出を利用することが多いが，このような分散相粒子と靱性との関係は結晶粒度と靱性との関係ほどはまだ明らかになっていない。　鉄鋼材料研究部では鉄鋼の低温靱性と冶金学的因子との関係を調べる基礎研究の一部として，微細分散相の低温靱性におよぼす影響を検討してきた。これ迄の研究ではマトリックスのフェライトよりも硬いTiN分散相の影響について実験を行なったが，今回はフェライトよりも軟かく低温でも脆くならないCuの分散相を析出により地鉄中に均一に分散させてその靱性におよぽす効果を検討した。　Fe－1．83％Cu合金を840℃で4時問溶体化したのち700℃で時効すると，Cu粒子の大きさは1hrの時効で306A，5hrで429A，25hrで961A，100hrでは2250Aと漸次坤大する。このような溶体化材および時効材から作成した弓1張試験片（平行部；幅4㎜×長さ30㎜×厚さ1㎜）に放電加工によって片側切欠（切欠幅50μ）を導入し，液体窒素温度までの低温において引張試験を行なった。この試験により求めた遷移温度丁。＝Mは時効に伴なって次のように変化した。すなわちTD｛N〕は溶体化のままでは一164℃，700℃×1hrで一128℃，70ぴC×5hrで一132℃，700℃×25hrで一136℃，700℃×100hrで一144℃であ。た。このように時効したもののTI州〕は溶体化材より高いが，Cu粒子が大きくなるとやや低下する。　つぎに不安定脆性破壊が起こる液体窒素温度における破壊応力を，種々の長さの切欠を有する引張試験片を用いて検討した。図はFe－1．83％Cu合金を840℃×4hrの溶体化後，700℃で時効を行ない種々の大きさのCu粒子を析出させた試験片の破断応力と切欠長さとの関係を示したものである。この直線の勾配は不安定破壊の難易を示すものと考えられる。直線の勾配は溶体化状態でもっとも大きく，時効したものではCu粒子の大きさの増大に伴なって勾配が大きくなる。このように不安定脆性破壊挙動におよぼすCu粒子の影響は先に述べた遷移温度におよぼす影響と傾向の上では一致する。液体窒素温度での降伏応力はCu粒子の存在により約20㎏／㎜2上昇するので，この強度上昇が溶体化材と時効材の靱性の差の原因と考えられるが，過時効段階では降伏応力は時効の進行に伴なってあまり変化しない。したがってCu粒子の成長に伴う靱性の増大は強度水準の変化ではなく，分散組織の直接的効果と考えられるが，その原因についてはさらに詳しい実証的な実験が必要と思われる。こ呂o冒呈60只邊40蜻峯20　0　‡化の圭ま　｛040’C　x’＾■〕　一C共1h時勅　℃x趾r時劫　．C共呈ヨ｝r時与咄批刊O．C　x　lOOh時劫　　　　01234567　　　　　　　　　C■児（o皿■晃）図　クラック長さと破断応力との関係，Fe－1．83％Cu合金，　試験沮度一196℃。一1一時効硬化型マルテンサイト鋼の脆性　高強度材料として，マルエージ鋼のようにマルテンサイト中に金属間化合物を細かく分散させて強化した鋼がよく用いられているが，これらの鋼の靱性は合金元素によって違っている。高強度鋼の軸件を考えるための」方法として逆の観点から脆い場合の原因を明らかにすることは有意義であると思われる。鉄鋼材料研究部では18％Ni鋼に，Al，Siなどを加えてこれらの合金の破壊におよぽすミクロ組織の影響を調べた。　18％Ni－2％A1鋼の場合時効により体心立方規則格子であるB2型の（Fe，Ni）Alが析出する。この状態のものを塑性変形すると11101面上で，＜111〉方向におもにすべ‘）がおこった。写真は塑性変形によって生じた転位の状態を示す。このように一規貝1」化した析出物によって交さすべりがおこりにくくなり，各結晶粒内で特定の方向にすべる結果，粒界に応力集中を生じる。そして破断前に粒界に粒径程度のクラックが核発生し，またクラックの伝播も容易になることが，脆化の一原因であると思われる。　18％Ni－5％Si鋼の場合も低温時効のときは同じようなことがいえる。図は破断応力と時効温度の関係であるが，400℃以下の時効ではD0ヨ型体心立方規貝1」格子の（Fe，Ni）。Siが生じ，強度が低いにもかかわらず破断応力は低い。しかしこの温度写真　時効した18Ni－2A1鋼を4％塑性変形したときの以上で時効すると析出物は変化し，粒状の析出物が均一に析出するとともに粒界に優先して析出す．る。析出物が変化したために交さすべりがおこりやすくなって破断応力は増加する。そして粒界析出物の厚さがまだ薄いときにはクラックは発生しにくくて，その発生条件が破壊に対して重要な条件となってくる。しかし時効がすすみ，粒界析出物が厚くなりすぎると，（500℃時効），低応力で粒界に小さなクラックができ易くなって，クラックの伝播条件が重要になると思われる。　破壊はこのように析出によって変化するクラックの発生とその伝播条件に依存するが，これらは勿論結晶粒の大きさdとも関係をもっている。dが破壊表而エネルギーと降伏応力　（二σ。．望）で決まる遷移粒径より小さいときはこれらの鋼でも靱性があつ勇断破壊となる。dが遷移粒径より大きいときには脆性的に破断する。　脆化の原因としては以上に述べたもののほかに溶質原子の粒界偏析などによる可能性がありAuge。分析などによる研究が必要であろう。またさらに結晶粒界についての詳しい知見が得られることが望まれる。昌畠団」b只伯装崔工呂OO150 550’ ■’一 ㌔Hv／、、！ 、／ 、／ 、’ノ、、一ノ’ 8’100　レ’ 5006O σFOOiO■50 450ヨ5n　　　　　　　　4nn　　　　　　　　4月n　　　　　　　　月∩n550　？　＝　拙　萬　　ド500　！　や　　＝〕　　　　　　　　　　　　　　　　　450　　　　350　　　　　　　　400　　　　　　　　450　　　　　　　　500　　　　　　　　時効湘．度（℃）図　18Ni－5Si鋼の時効淋度による破断応力の変化，時効　時問6hr，平滑試験片。一2一AlとFe組み合わせ品の陽極酸化A1とFeを組み含わせた材料を陽極酸化する場含Feのように電流阻止作用の小さい金属の方から電流が優先的に流出するため，Alの表面に陽極駿化皮膜が厚く生成されず，Feが著しく侵食される。このため、従来，組み合わせ品を陽極酸化する場合にはFeの表面をプラスチックフィルムや塗料などで被覆する必要があるので手間がかかつ，かつ完壁を期し難い欠点があった。　腐食防食研究都では，鉄を無被覆のままで支障なくAlを陽極酸化できる方法を研究している。が，これには陽分極によつ鉄は不動態化しAlだけが陽極酸化をうけるような電解条件が求まればよい。　このためまず，試験片としてAI線（1φX40mm）と鋼線（王φ×40㎜）を単独に陽極とし，電解液に各種濃度の硫酸と硫酸アンモニウムを加えたものを用い，定電圧装置により浴電圧を1W10secの速度で上昇させ電流と陽極電位の関係を測定した。その結果の一部は図に示すとおつ，26規定硫酸単独と硫駿アンモニウムを加えた浴ではいづれも高電位にいたるまでの電流値が小さかった。こ二のような条件においてA｝の陽極酸化が可能である。　以上の実験結果をもとにA1板と軟鋼板を並列に1場極とし，両者の面積比を種々変えて定電流電解を行ない，それぞれの極を流れる電流およびA1上に生成する皮膜の厚’さを測定した。その結果は表に示すとおI），26規定硫酸と200g〃硫酸アンモニウムの混合液巾において鉄の溶解が抑制され，比較的高い篭流密度によってもAlの陽極酸化皮膜が生成できた。　このような商濃度硫酸浴1’1］におけるA1またはFe1．o　o．5く起　O葦ヨ1・O騨盤O．513〕ω　　12〕　　　l　14〕　　　I　　’　　一一一’｛1〕一〇NH呈S〇一　　　　　　　　　　　　Fo｛2〕lONH！SO．　　　　　　　　　　　　A］帽〕10NH呈SO』十｛NH’）埋SO』200呂ノぜ　F但峰〕一〇NH里S〇一十｛NH一）呈S〇一200且〃　＾10　2」」　　　　　　　〕　　　　　　　　｛5〕26Ml　S01　　　　　　　　　　　F把　　　　　　　　｛6〕26NH　SO’　　　　　　　　　　　　＾］　　　　　　　　｛7〕26NH　SO，十（押HJ宣SO’200苗ノ～　F把　　　　　　　　｛8〕26NH官S〇一十（NH1〕茗S〇一200呂〃　＾］2　　4　　30　　3里　　34　　36　　ヨ呂　　40鴎　　撞…　概　　倣（V－SCE〕　　　図　陽極篭位と電流の隅係の陽極挙動に関する研究は従来報告されておらず、Feの陽極電流阻止作用とAlの陽極酸化機構については不明の点がある。それゆえみ1とFeとを単独に陽極とした場合の研究を行なうことにした。　Alに関しては，99．99％Alおよび数種のA1合金を試験片とし，焼けを発生することなしに均一な陽極酸化皮膜が生成される電解条件を実験的に求めた。焼け発生の眼界電流密度ぽAlの材質，大きさおよび摩さによって異なり，例えば99．99％Al（25×50㎜）板の厚さ0．5㎜の場含は，1．8A／dm2，厚さ1㎜の場含は2，3A／dm2であった。そして，供試含金のうち5052（A1－2．5％Mg），4343（Al－5％Si）およぴuOO（99％A！）については4A／dm2であった。均一一陽極酸化皮膜の表蘭を走査電子顕微鏡によリ観察すると，従来低濃度硫酸浴（例えば15％浴）の場合にはみられないような大きい孔の存在が確認された。このような皮膜は軟質であるけれども染色性が優れ，折つ曲げによって皮膜が割れないという特長をもっている。　一方電気化学的手法によりFe陽極の近傍に濃厚液膜が存在することが推定され，またX線圓折により陽極表面上の祇抗性皮膜の成分が同定された。この皮膜の主成分はFeS0ぺ肌Oで，この他にβ一Fe203・H20とFe2（S04）3・H20が確認された。これらの禽宥率は硫酸濃度と電解時閥によって異なる。すなわち，電解初期にはβ一Fe．0。・H．OとFeSO。・H．Oとが主成分であつ，電解を継続することによってFe。（SO。）3・H．Oも認められるようになる。（Mj．S〇一 H＝S〇一 陽潔電位 陽擾電流 ｛匿流密度1Mm里） 皮膜の（9μ） （N） （V，SCE （㎜A） Al Fe 燦さ（μ）5．5 240 O．031 2．698 ＜王24 8．5 480 O．034 6．396 〈工o 14．工 720 0．067 9．047 〈116．5 240 O，094 O．476 5．026王2．1 480 O．002 7．539 ＜王24 6 240 0．0王2 3．380 〈125 240 0．105 0．0008 8．020026 26 480 O．217 O．0θ1 12．O27 730 0．324 0．OO1 14．0　　　　　　　　A】：224c皿呈，Fe：6．5om2表　A1とぎeの並ダ1」電解緒梁一3一【特許紹介】片面アーク溶接における裏波ビードの　　形成状態の探知方法および装置　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　特許出願公告　昭47－30498　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　公告日昭和47年8月8臼　この発明は，溶接裏あてのフラックス中に挿入した電導線の電極と母材間の電気抵抗を測定することによって片面溶接における裏波ビードの形成状態を探知することを特徴としている。　片繭溶接法は板の片面のみから溶接を行なう方法で，溶接作業の高能率化，合理化を図るためには極めて有利な溶接法で造船，橋梁等の溶接に利用されている。しかしこの方法によって健全な溶接継手を得るためには溶接条件を適正に制御して均一な裏波ビードを形成しなくてはならない。しかし，現在実」≡＝」同化されている片而溶接法の大部分は裏あてを用いる方法であるため溶接申に裏波ビードの形成状態を監視することが困難で，溶接後の欠陥の補修に相当の工数をかけている実状にある。　この発明は，先の金材技研ニュース1972年No．9で紹介した特許第638527号「鋼裏あて片面溶接の裏波ビードの探知装置」を改良したもので溶接作業中に裏波ビードの形成状態を探知する事が可能で，しかも検出電極自体が絶縁されているため溶接作業がよ廿）容易になり，フラックス裏あて片面溶接にも適用できるなどの効果が期待できる。　図は本発明装置の概1喀を示したものである。’■｝ノ瀞オ産ワイヤ　　　l1王材　　　　　　　　　　　一一匿揃11疑［■一｛1スラグ　　　　　　　　　7ラ・ソクス溶離スラグア・一ク溶接部の溶融位置の探知装置公告番号　昭47－34582公告日　昭和47年8月31日　この発明は，慨材の闘先内または開先裏面に設置した電極群によ且）アークまたはアークで溶かされた溶融金属から分解電流をとつ出してこれを信号に表示させ，アーク溶接部における溶請虫位置を深無1することを特微としている。　アーク溶接における溶込み深さは溶接条件を決定する重要な要因である。すなわち…定な継乎の開先条件のもとでは溶接電流，溶接速度およびアーク電圧等の溶接条件を遭正にすると溶接継手に完全な溶込みが得られるが，多くの場含開先条件は不均一一であるため開先条件の変化によって生ずる溶融位置の変動を敏速に監視しそれに対応して溶接条件を変化させることが必要である。　この発明は，先の金材技研ニュース1970年No．9で紹介した特許第585ヱ87号「溶接継乎に設置した電極の分電流で溶接アークを制御する溶接法」を実施するのに必要な装置を提供したものである竈これによると溶接中オペレータが母材の溶融状態をちく次容易に把握することができるため溶接条件を常に適正に制御することが可能で信頼性の高い溶接継手が得られるため，上段の公告昭47－30498の発明など関連発明数件とともに造船メー力一がこれを実用化しようとしている。　図は木発明装箭の概雌を示したものである。　　　淋按ワイヤ母材　　　　〆〆犯極一φ∫　③パイ。，，ト／　ランプ一遂一研究成果の発表1．国際会議　　　　　　（○印は発表者を示す）クリープと議温疲れに関する国際会識　1事請f指…」靱日　　1］召矛［148勾三9月23El－28iヨ　闘催場所　アメりカ合衆醐、フィラデルフィア　発表論文　1．Creep　and　Creep－Rupture　Properties　o壬　Type316　Stainless　Stee1　αadding　Tubes　for　the　Experimen－　　　tal　Fast　Breeder　Reaotor　JOYO　　o　S－YOSBIDA，C．TANAKA，玉．ICH互NO　and　K－UEMATSU　2．E肚ect　o｛　Temperature　and　Stm五〇R且te　on　t覧e　Higお一Temperature，Low－Cyc1e　Fatigue　Behaviour　of　Au一　　　昌te胴itヨc　St註ヨ日1e昌s　富teels　　　　K．KANAZAWA　and　o　S，YOS刻茎DA磁気国際会議　鰺目f縫コ明ヨ　　固召禾口48勾三8月22麦ヨー281ヨ　1事舅｛錐場刃子　　　ソ三璽，　　モ　ス　コーツ（1．蕎｛　発表論文　　　　Ferromagnetism　of　Amorpわous　NトFe　A11oy　T11il］F｛lm昌　　　　N．NOSE繁6回磁性薄膜園際会、識　1＝井］i推；蠣1ヨ　I1謁矛1］48勾三8月30臼～9」ヨ1臼　闘i擁j揚両〒　ソ連、　ミンスク　発望冬諦ポ父　　　　Spin　W洲e　Res㎝an㏄in　Amorphou昌Thin　Films（禰待葦簿演）　　　　H．NOSE2．国内の春季学・協会発表（口頭）掌・協会名 発　　　　　表　　　　　題　　　　　昌 担当研究都目本金属学会 ◇α鉄［1］のCのエレクトロトランスボート 金属物理◇H2一贋里O気流中におけるFe－M－Cr合金の酸化生成物 金属化学◇80Ni－20Cr含金の商漱酸化におよぽすS1搬の影辮 〃◇強カ釜岡の破壊靱僅 鉄鋼材料◇Zr－Nb合金の力11工と輯結一黒1特惟におよぼすRu添加の影徽について 非鉄金属材料◇Cu－4％Ti含金の麟効後期サイドバンドについて 〃◇Nb－M（V，Mo，Ta）一H含金のM一鐵棚亙作膿 〃◇Al－Cu－M日含金における二殺1時効の機榊 〃◇GPゾーンによる析1．l1湘の不均一一核生成に1装1する考察 〃◇炭素とニッケルとの笈応惟に闘する棚チ究 特殊材料◇焼結W－Cr－Pd合金の酸化 〃◇（11王旧i2〕繍Mo，Ta単締一鍛の圧延加工一1…1三と再緒晶にっいて 斑気磁気材料◇Nも茗（A1，Ge）趨館導線材の猟究 〃◇SmCo；．よCu上系化桝勿の熱処理効果 〃◇Sm－Co－Cu系含金の磁区燃遊 〃◇V皇、墓L呂ve宮欄化4紳勿線材の趨爾導特性（第4幸最） 〃◇熱間鍛遊されたFe－A1－Si含金の二．，三の機械的磁気的性質について 材料強度◇17Crフェライト系ステンレス鋼におけるりツヂング現象と凝［濁総織との関係に 製造冶金ついて◇マルテンサイトのSD効梁（I），（II） 疲れ書式験目本鉄鋼協会 ◇■jンを禽む才一ステナイト鋼々塊の凝1劃継織 製　　　　鎌◇200kg／m㎜2級マルエージ鋼の遅れ破壊き裂の伝播特徽 鋏鋼材料◇チタン脱駿調整鋼の被削惟について 〃◇F巴一Mn－C含金のγ柵および汁ε梱の圧力処理による機械的性質の変化 ’’◇Fe－N卜Cr－Ti系鋼のl1奇効後の冷螂変態およぴ、歪誘趨変動挙鋤と強度延催 〃◇低含金鍋の強靱性の一・一鰍，子法について 〃◇5Cr一％Mo鋼（管）および2XCr一王Mo鋼（板）のクリープ破断データ クリープ言武験（金材披研における侵11寺1関1クリーフ由蕎式験データV）◇ポイラ∫寛淡素釜鰯衡（ST842〕のクリープ破断特性 〃鎌一5一◇HK－40遼心鋳造管のクリープ破断データ クリープ試験（金材技研における長時間クリープ試験データ川◇引張つ変形された鋼［1二］の炭化物に発生したクラックの方向依存性 疲れ葦式験◇パーライト翁魂の力11工酸化と破壊 〃日　本　鉱　業　会 ◇90℃におけるS＝OヨーSOゲH1O系電位一pH図． 製　　　　鎌◇90℃におけるFポSOパH；0系電倣一pH図 〃◇ガス吹込みによる溶融鍍畔3の不純物の除去 〃◇懸濁電解に関する2，3の考察 〃◇鉛の懸濁電解 〃目本物醒学会 ◇錦の竃子線に対する一吸収係数の摂ヨ」定 金属物　璽◇Fe－A1含金の光学白勺佼質 〃◇Cu　CH　S｛吋Seλの芽吉晶椛造と磁性 電気磁気材料目本溶接学会 ◇6Al－4Vおよぴ8A］一玉Mo一ユVチタン合金継手の機械的健質におよぽす溶接雰囲 溶　　　　接気申への空気漉入の影饗（統轍）◇塾波ビードの探知方法にっいて 〃◇水申におけるプラズマ溶接（その7） 〃◇化学冶金約にみたスパッタりングーFe－N系（第1報） 〃◇拡敵姥水繁の損■」定に関する検討（第2報） 〃材料の強度と破壌国 ◇強カ鋼の遅れ破壊き製の伝播挙動 鉄鋼材料内総含シンポジウム第3圓字寓航望材料 ◇各種趨強力鋼の切欠靱一1…1三 〃シンポジウム日本禽圧カ技術協会 （圧力容器の椛造強度と技術リ，雌に関する日米合同シンポジウム）◇オーステナイトステンレス鋼の高榊氏サイクル疲れ強さ 疲れ言式験目本鋳物協会 ◇ベントナイトの高漁挙動に鰐する研究 製造冶金◇Cr－Mo鋳鋼およぴ鍛鋼の機椥勺娃質の稲異に関する項鷺究 〃第10回理工掌におけ ◇鉄中のCのエレクトロトランスポートの掘1」遼 金属物理る筒位元繁研究発表 ◇王4MeV中性子放射化法によるチタン含金舛閉酸素の分析 金属化学日．ソ製鋼物理化学 ◇窒素を含む溶融多成分系鉄合金の熱カ学 製　　　　錬合同シンポジウムE1　本　化　学　会 ◇1（2一チアゾリルアゾ）一2一ナ7トールの結晶楴造ならぴに金属イオンとの反応 金属化学軽　金　属　学　会 ◇A1－Mg，Si擬二元共晶含金圧延材の惟質 非鉄金属材料◇Ti－5．6～6．6Al－4V合金の熱間加工条件について 〃目本非破壌検査協会 ◇鏑のうず電流による材質言式験における恵流磁化の効果 材料強度◇趨音波斜角タンデム法による溶接音匿溶込み不足の探傷（第2報） 〃◇酬姦磁界による極閥式磁粉探傷法 〃寓食防食討論会 ◇鉄釜酬＝1の水葉透過率に及ぽす温度および組織の影響 腐食防食◇水酸化鉄皮膜のエリプソメトり一による微小都分の分析 〃◇高溢脾佼水溶液中におけるNiの電気化学挙動 〃◇アルミニウムの陽極酸化皮膜の誘電的牲質 〃精　　機　　挙　　会 ◇高真空刺こおける二硫化モリブデンの燦擦の硲究 材料強度目本潤滑学会 ◇二硫化モりブデンの摩擦に対する■吸蒲ガスの影響 〃粉体粉末冶金協会 ◇粉家庄延湊によるTi薄板の製造 製造冶金目本材料学会 ◇SUS316B鋼の切欠き材の高溢徽転由1げ疲れ強さ 疲れ蓋式験φ短　信φ受　賞⑧科掌技術序長官焚　電気磁気材料砺究部，電気材料研究室長太刀jl1恭治は，「V茗G目超電導体製造技術の開発」に対し，日召和48年4月18日（水）上記の賞を受けることとなった。⑧貝本鋳物協会昭和47年論文徽　製造冶金研究菩11，主任研究官生井　亨は，「ねずみ鋳鉄のクレージング生成遇程の観察」および「鋳鉄の黒鉛組織とクレージング性との関連」に対し，昭和48年5月23日（水）日本鋳物協会より上記の賞を受けることとなrた。⑧劇意工夫功労者表影　昭和雀8年4月ユ9臼（木）、科学：技術庁長官よη，下記の6名が職域においてすぐれた創意工夫により，科学披術の改箸・向上に寄与した功繍に対し，上言已の表彰を受けることとなった。溶接禰干究部　　　夫寿葵幸司　　管理都技術諜　　魚津良雄腐食防食研腕部　黒沢騰登志　　］二業化研究部　　古山貞夫工薬化研究部　　蔑橋順次　　　材料強度研究部　夫囲口　稔編集兼発行人日］　　　刷遜巻　第172号　　　　　林　　　　　弘株式会社ユニオンプリント東京都大日［1区巾央8－30－2　　　東京（03）753－6969（代表）発行析科学技術庁金属材料技術研究所　　　　　　　　東京都目黒趾1］目黒2了目3番12号　　　　　　　　電話　東京（03〕719－2271（代表）　　　　　　　　郵便番号（153）一6一