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[NRIMNews1972-12.pdf](https://mdr.nims.go.jp/filesets/24c47543-3979-43a5-baed-d6d71e2a8595/download)

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林 弘

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[金材技研ニュース 1972 No.12](https://mdr.nims.go.jp/datasets/0f56011e-6f08-4d79-9d3f-bb1fd8efb9fe)

## Fulltext

金材技研ニュース　1972　No.12七〇一．ゼEoo一一〇⊂ωE0箏○コーooo－o〕0＝あ○蜆oo一］o－Eo－o呵o］一〇〇〕’0E0fOo○眈o〇一一〇〇一〇一眈○蜆ωEo．由≧里三…ω…Z－o○餉］o〕f←金属材料技術研究所Nb．Ga新超電導材料　超電導現象を利用すると電力消費なしに永久的に電流を流したり強磁界を発生することができるので，高性能電気機器，核融合炉，MHD発電，磁気浮上列車あるいは超電導送電など種々の新技術の分野から，超電導状態となる臨界温度Toおよび臨界磁界H。の高い新材料の開発が強く要望されている。　従来，主として実用されてきたNb－Ti合金線材はT。が10．K，Hcが120kOeであり，最近当研究所で発明されたV3Ga化合物線材はTcが15T，Hcが220kOeである。Nb3GaはV3Gaと同じβ一W型の結晶構造をもち，アーク溶解試料で約20．KのTcと約340kOeのHcを示し，今後の超電導材料の中心的存在になるものと期待されている。しかし，この種の化合物は硬く脆くてその線材化がきわめて困難であった。　電凧磁気材料研究部ては今回拡散法によリはじめてNb3Ga超電導線材の試作に成功した。その製法はまずうすいNbテープを溶融Ga中を通過させて写真　Nb．Gaテープの断面；ふじ色層がNb．Go相（×500）。表面にGaに富む中問的化合物相を生成せしめ，ついでその両側をNbテープではさんで圧延してラミネートテープを作成する。このテープを熱処理すると拡散反応によって写真に示したように連続したNb3Ga化合物相を生成させることができる。　図にはNb3Gaテープの熱処理によるTcの変化を示したが，180ぴCで短時問加熱したのち800℃で時効すると溶解試料と同じ高いT。をもつ超電導テープがえられることがわかった。800℃時効によるToの上昇は化合物構造の規則化が進むためと推察される。このNb3Ga層には1×105A／㎝2の大きい超電導電流を流すことができ，Nb3Ga線材実用化の第一歩が達成されたといえる。さきにV．Ga線材ではGaにCuを添加すると拡散反応が促進され，生成温度が著しく低下されてその実用化に成功するきめ手となった。Nb3Ga超電導体に対してもV3Gaの場合と同様な効果が発見されれば，20．KのTcと300kOe以上のHcをもつ高性能の新超電導線材が出現するであろう。20　i壇9し16←1412　　　　　　　　　　　T至一ノl1遷；二終㍍工400　　　　1500　　　　1600　　　　1700　　　　1800　　　　19　　　熱処理温度（℃）図熱処理によるNb．GaテープのToの変化一1一畳温圧延直接焼入したオーステナイト耐熱鋼鋼のクリープ破断強度はその成分とともに，金属組織の影響を大きく受ける。鉄鋼材料研究部特殊鋼第一研究室では，18Cr－12Ni鋼のクリープ破断強さと延性の改善に有効な組織を得る目的で熱処理と加工熱処理を行なっている。ここで述べるものは工業化研究部溶解圧延室の協力で行なわれたもので，鋼の含有炭素が完全に固溶しており，かつ，結晶粒が細かいか，あるいは任意の大きさにある状態を得ることを目的とした加工熱処理である。O．3％程度までの炭素を含む18Cr－12Ni系鋼を1250℃程度の温度で加熱して炭化物を完全に固溶させたところで高温圧延し，再結晶させて焼入した（普通圧延焼入と呼ぷ）。そのさい，圧延の各パス問に10～15秒の時間を置いて材料をやや冷却させながら圧延すると，固溶化と細粒化の他に加工硬化も与えることができる（冷却圧延焼入）。　高温圧延終了後の細粒状態の鋼を元の炉にもどすと結晶粒が再び成長しはじめるので，炉にもどしてから適当な時問後に焼入すると，炭化物の固溶化が完全で任意の大きさの結晶粒を持つ鋼を得ることができる。また，高温圧延の各パス問に試料を炉にもどして遭当な時問保持して圧延を行なっても，炭化物が完全に固溶し，任意の粒度を持つ鋼を得ることができる。これらの処理を再熱圧延焼入と呼ぷことにする。　写真はS鋼（表参照）を普通圧廷焼入（a），冷却圧延焼入（b膿，700℃で2時問時効した組織である。（a）では上下2つの結晶粒の問に，上の結晶粒と整合に炭化物（M23C6）が板状に生じている。しかし，（b）では地がセル状となり粒界炭化物は互に分離して粒状に生じる。（b）の状態は粒界破壊を抑え延性の向上に役立っている。　鋼のクリープ破断特性は極端な細粒でも粗粒でも良好でなく，適当な粒度が必要である。その適当な粒度は鋼の組成によって変化する。表はクリープ破断試験結果の一例であるが，圧延焼入材は強度と延性がともに良好である。　冷却圧延焼入材の常温引張特性も良好であり、時効により耐力が増加しても粒界割れを生じない。写真．’会・；・嚢∵一普通圧延焼入（a）およひ冷却圧延焼入（b）したS鋼の700℃×2時問時この材料の常温の耐力と絞りの関係を示す曲線は，冷問加工した低炭素のオーステナイト鋼の同様な関係を示す曲線と一致している。本処理鋼の特徴は，加工が高温で行なえること，およびある程度の加熱に耐えることであつ，強カステンレス鋼ないし非磁性鋼としての用途も考えられる。効後の粒界折出。表18Cr－12Ni系鋼のクリープ破断強さ記主要　成　分 処　　　理粒　度 600℃で1000hrの破断応力 1000hr附近の破断伸び号 番　号 （㎏／㎜呈） （％）1160℃×1h・，水冷 1．5 32．O O．5S 18Cr－12Ni－2．5Mo鋼普通圧延焼入 8．O 47．O 1O．O一〇．15C－0．25P冷却圧延焼入 11．0 47．0 9－0116ぴCX1hr，水冷 2．5 18．2 3．0W普通圧延焼入 9．O 19．0 12．O18Cr－12Ni－O．2C冷却圧延焼入 10．0 19．5 20．0鋼再熱圧延焼入 7．0 21．9 6．0一2一構造用鋼の不完全焼入組織の靱性　機械構造用鋼は，一般に焼入れによって完全にマルテンサイト組織にした後に焼もどした場合に，最もすぐれた機械的性質，特に靱性が得られる。しかし実際の工業的な部品においては，フェライトやベイナイトを含んだ，いわゆる不完全焼入組織を焼もどして使用する場含が非常に多い。不完全焼入組織の靱性は，鋼種，すなわち鋼の化学成分によって大きく変化することが報告されているが，繭者の詳細な関係は明らかでない。製造冶金研究部熱処理研究室では，構造用鋼の不完全焼入組織の靱性に及ぼす含金元素の影響を基礎的に解明するための研究を行なっている。ここでは炭素量の影響について述ぺることにする。炭素は少量の変化で鋼の焼入性や変態挙動に著しい変化をもたらす元素であるが，炭素最の増加は一般に靱性を低下させるとされている。　実験言式料は構造用鋼として広く利用されているCr－Mo鋼を用い，炭素量は0．25％からO．45％まで変化させた。実際の焼入れでは連続的に冷却されるので，不完全焼入組織に含まれるベイナイトにはいろいろな淋度で生成したものが混含していることになる。本研究ではこのようなベイナイトが，その平均の生成汎度で生成したベイナイトによって代表されるとして解析を行なった。靱性の評棚にはシャルピー衝撃試験における破面遷移溢度を700用いた。　ベイナイトの靱1生は，同一の生成温度において比較した場合，炭素量の増加とともに低下した。しかし同一炭素量のベイナイトについてみると，その靱性は生成淑度の低下とともに向上した。したがって，高炭素鋼のベイナイトでも生成温度が十分に低ければ，低炭素鋼のベイナイトに匹敵するか，むしろ，すぐれた靱性を得ることが可能である。　これらの鋼を連統冷却すると，図1に示すように，炭素量の増加とともにベイナイト変態域は長時閲側にだけでなく低温側にも移行する。したがって不完全焼入組織に含まれるベイナイトの生成温度は，炭素量の増加とともに低下する。各炭素量の鋼における連続冷却変態挙動から，いろいろな量のベイナイトを含む不完全焼入組織の遷移漁度を求めてみると，図2のようになつ，同一量のベイナイトを含む不完全焼入組織の遷移温度は炭素最の変化によってほとんど影響をうけない。これは炭素量の璃加によって，不完全焼入組織に含まれるベイナイトの靱性が，炭素量の増加による低下の効果と生成漁度の低下による向上の効果をうけ，両者の効果がほぼ等しいためと考えられる。600500（4oo自O蟄　300200mO　　　　　　　　　　　　　　△一　　　　　　　　　　　　1ロー口’㌧　　ニイロ一〇一〇．25％C－Cr－Mo餓一△一〇．35％C－Cr－Mo垂1萌一ローO．44％C－Cr－Mo垂1覇　o　　　　1O　　　　　　　lO！　　　　　　工Oヨ　　　　　　　　1時　　1制（呂oo〕図1　Cr－Mo鍋の連続冷却変態曲線に及ぽす炭素ρ塾漣一50熱一正OO◇＼◇／◇70％　　　　　　　　　　△50％1；；・；。含41・1髪O．3炊　　　｛証（％）図2　いろいろな量のベイナイトを含む不完金焼　　入組織の遷移槻痩に及ぼす炭素鐙の影響。一3一1972年金材技研ニュース主要題目一覧内容区分およぴ題目Nα 通巻 内容区分および題竃Nα 通巻材綴都門 ジルカロイー2の萬温流水申の耐食性 2 158金属の光掌的牲質 3 159 硫化鉱のフラッシュ製錬について 3 159高張カ鋼の脆生亀裂停止特燈 3 159 鋼製錬の連続化 4 160ニオプの水素脆性 5 161 高遼申僅子モニターのためのα線測定装置 7 163純タングステン単結晶の再結晶 6 162 オーステナイトステンレス鋼肉盛クラッドの応力腐高融点金属・含金の研究 6 162 食割れ8 164金属の加コニ硬化 7 163 圃体電解質としての硫化カルシウム 9 165原子炉用バナジウム合金 7 163 イオン電極を用いた反応速度の預I1定 9 工65Fe－Be合金のメスバウア効果 8 I64 連統製鋼技術に関する概究 10 166原子炉用ジルコニウム含金 9 165 スラグの基礎研究 呈0 166変彩した鉄の転位のセル構造の彩成過程 iO 166 高温水蒸気申におけるジルカロイー2の酸化挙動 11 167二，三の而書熱金属材料の水素透過について 至1 167 加工技術部門N閉など数種の金属聞化含物の機械的性質 i1 167 溶着金属へのガス吸収 豆 157高温庄延焼入したオーステナイト耐熱鋼 呈2 168 オースフォーム鋼の機械的性質 1 旦57Nb．G・新趨篭導材料 王2 168 AISI30垂，316オーステナイト系ステンレス鋼溶接継手強さ都門 のクり一プ破断修質2 158商康下における金属材料の塑性 5 161 網目状合金層による焼結鉄の強化 4 160金属材料の低サイクル高温疲れ特性 5 161 水中溶接法の改良 4 160溶接部の超音波探傷とその問題点 6 162 ガス浸炭窒化法 8 164冶金技術部門 構造用綱の不莞全焼入れ組織の靱性 12 168金属一気稲界璽の反応 2 1581972年　外国人訪間者　昭和47年1月から12月までの当所への外国人訪闇者は20か国94名（団体を含む）を数えている。これら訪閲老の多くは研究施設の視察見学のみならず，当所研究員と研究課題を中心に各分野における聯『的な討議などを活発に行なった。次に主な訪聞者を挙げる。2月22日Dr．L．Amee口（The　Meta…1urgical　Re昌earcb　　　　　　　P1且nt，Lulea，スエーデン）3月9日Dr．G．Triokほか1名（Canadian　Soienoe　and　　　　　　　Teohnology　Mis畠io聰to　J呂p洲，カナダ）3月22B　Pro｛．Dr．温．Ho｛麦m齪n口（Univ色rsit銚　Re竃ensb1』一　　　　　　　rg　Faokbereioh　P着ysik，西ドイツ）3月27冒Mr．L．Cochε（Direoteur　Gεnるra1，In昌titut　de　　　　　　　gecheroおes　de…a　Sid6rurgi芭Francaise，フ　　　　　　　ランス）4層7目　Mr，K．Back㎜且n聰ほか3名（Brown　Boveri　＆　　　　　　　Company　Li耐ited，Researoh　Center，スイス）4月呈3日　Mr一］≡：．Adder1y（Coun畠oHor（Scienti｛io），Aust－　　　　　　　ra1ian　E㎜bassy，オーストラりヤ）雀月18日Mr．I．R．E，joga宮島ra（Director　oi　P1anning＆　　　　　　　De冊1opmeHt　Directorate　Genera1　｛or　In－　　　　　　　duStry，インドネシア）4月20日Mr．J．J，Beckerほか至名（General　E1ectrio　　　　　　　Company　Re昌earoh棚d　Development　Center，　　　　　　　アメりカ／4月22日Dr．J．C．Laurence（NASA，LewisRe昌earc11Cen－　　　　　　ter，アメリカ）4月27日　Dr．H．S，Choi（Min曇冨ter　of　Soience　and　Teoh－　　　　　　nolo賃y，韓團）一Dr－S－J．Ha㎞（President，Korea　　　　　　夏n昌tltute　o｛　Soienoe　and　T8chno韮ogy，轄葦国〕5月16日　Prof．M．S㎜ialowsを6（Polish　Aoad，of　Science，　　　　　　　Phy．Chem．Lab．，ボーランド）5月王7日　Prof－Dr．H－J－Enge11（Direktor，Max－P1anck一夏n－　　　　　　　s圭itutfijrE…se口forsc島ung，口巨ドイ’ソ）5月18日許廷珪博土（経済部金属工業研究所，台湾）　　　　　　　Mr．G．Lagermalm（StXrelsen｛dr　Teknisk　Ut－　　　　　　veok…ing（STU）Sw画dlsもBoard　for　Tecおnic盆1　　　　　　　Development，スエーデン）5月25日　Dr，G．Kar昌ten（GeseHsohaft舳r　Kernforsohu・　　　　　　n≡…，K畳rlsruhe．西ドイツ）5月26日　DE　J．Krugerほか1名（National　Bureau　oi　　　　　　　St舳dards，O．S，Departmento｛Commeroe，ア　　　　　　　メりカ）　　　　　　Dr，3．BeHot（SooiεtεNouveHe　des　Aciるrie　de　　　　　　Pompey，フランス）5月27日Prof，3．May皿eほか33名（5舳Intematio鉋alCon－　　　　　　gre昌s　on　Met且11io　Corrosi㎝見学団，各国）5月28日　Prof－A．Van　Raute（In昌tituut　voor　IEdu昌tr量e一　　　　　　…e　SoheikHnde，Univer昌iteit　te　Lew㎝，ベル　　　　　　ギー），5月29B　Dr．B．Sanyal（De｛ence盈e昌earoh　Laもoratory　　　　　　（M目teria…S），インド）5月30目　Mr－D．de　G．Jone呂（Electroohe㎜istry　Depart－　　　　　　ment，Central　Eleotricity　ResearcおLabora－　　　　　　toriesLeatもerもead，Surrey，イギリス）6月6目1〕r．W脳bner（Aktiebalaget　Atome皿ergi，スエ　　　　　　ーデン）6月7日Dr．0－R－Berg㎜ann（E，I－DuPo挑PolymerInter－　　　　　　mediate　Dept．in　Wl…min竃ton，アメリカ）6月9日Dr．M．Sohorr（In昌titute　for　R舶oarcb日nd　De・　　　　　　ve…opment，Isr舵1Mining　Industrie昌，イスラエル）7月13日Prof．H．Mu1r（U口iv，New　Sout玲Wa茎es，オ■ス　　　　　　　トラリヤ）8月21日Dr．H．Hieblerほか王名（Oesterr8ichi宮ohe　A…一　　　　　　p沖e　Montan…；e呂e11scもa｛t　Teolmi昌ohe　Direk－　　　　　　t1o日Leoben，オーストリヤ）8月22日芋燃鵬料柵C舳mi呂Instituteo｛9月1日Dr．S，Ramaoムandran（Hindust舳SteelLtd．，インド）9月5日Dr，E．J．Wiggin昌（Rese呂ro皇Council　o｛Ca蘂a－　　　　　　da，カナダ）9月8日Dr．茎．Drago㎜ia（In昌titutu1PolitehnioFaou…一　　　　　　tatea　de　Metalurgie，ルーマニヤ）9月11日Dr．R．Kum呂r（N批ionaI　Metal1獺rg…o且1L齪bor丑一　　　　　　tory，インド）9月12日　Prof，Dr－A．Seeger（Direktor，M．P．In昌t，Meセalレ　　　　　　for呂ohung，Inst．Physik，西ドイツ）1O月4臼　Pro｛、Dr．F．D．Rioおardson（Departme皿t　o｛Me－　　　　　　ta1lurgy，Roya1School　of　Mine目，Imperial，　　　　　　　Col1ege　of　Scienoe　and　Teohno1ogy，イギりス）1O月6日Dr．M．Szabo（Hungari目n　Rare　Earth　Metal　　　　　　　Coordヨnation　Committee，ハンガり一）10月11日　Dr．Y，D．S，R田japakse（NASA，Ame昌　Researoh　　　　　　　Center，アメりカ）10月24日Dr．F．Ros宮i（Centro　Sperimentale　M色t田Hurgi－　　　　　　　co（Fi珊ider　Group）イタり一）1O月26日Pro｛、Dr．J．3．Niokl（Forsoh1』ng昌Laborator妻u㎜　　　　　　舵r　Festkdrperchemie，Univ．MOncもe聰，西ドイッ）iO月28日　Prof．Bεnarδ（Ecole　Nati0Mle　Supるr…eure　　　　　　de　Chimie，フランス）11月27日Pro｛．Dr．B．A．Sa沁arovほか1名（Director　o｛　　　　　　　State互n昌titute｛or只are　Meta1昌〔GiREDME剛　　　　　　　Corresponding　Membero麦U－S．S．R．Aoa伽my　　　　　　　Soienoe，ソ運）H月28日　Dr．Zieglerほか4名（De1』tsちe　Delegation　fOr　　　　　　For富ch1』ng　und　Entwicklung　zur　Reaktor－　　　　　　sioわerl1eit，西ドイツ）編集兼発行人印　　　　刷　通巻　第168号　　　　　　　　林　　　　　弘株式会社ユニオンプリント東京都大田区申央8－30－2電話　東京（03）753－6969（代）発行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丁舅3番12号　　　　　　　　　　　　　電話東京（03）7旦9－227〕代表）　　　　　　　　　　　　　郵便番号（153）一4一