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[NRIMNews1979-01.pdf](https://mdr.nims.go.jp/filesets/25bb7369-5a59-4c24-8637-a2f2c04c00ed/download)

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保坂 彬夫

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[金材技研ニュース 1979 No.1](https://mdr.nims.go.jp/datasets/16c294f2-7ff6-4beb-a671-cb74f227d6ce)

## Fulltext

金属技研ニュース　1979　No.1i〇一．ゼEoo一一〇〔ωEoo○コーooo－oo＝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←▲．．1■＝I●　　　　　●詞新年のご　謹んで昭和54年の新年の御祝詞を申し上げます。　当金属材料技術研究所は，創立以来23年目の新春を迎えますが，本春にはいよいよ材料開発関係三研究部の移転によって筑波支所を開設する運びとなります。先般新装成りました筑波研究本館には，目黒地区よりの研究設備の移設と同時に新規購入の諾設備をも加え，主として電磁材料，原子炉材料，強力材料等の分野における研究活動をますます発展せしめるための拠点として態勢を整えることになります。　さて新年度には，特別研究として新たに海洋開発用の耐海水性強力鋼の研究を開始致しヰす。また，前年度半ばより正式に発足致しました省エネルギー技術開発「ムーンライト計画」に参加しまして，高効率ガスタービン用超耐熱合金の研究開■発の遂行に当研究所の総合力を結集して当ることと致しております。　原子力関係としましては，現用軽水炉の安全研究ならびに核融合炉，高速増殖炉，多目的高温ガス炉等の開発，実用化に関連して金属材料の腱路打開のための研究開発ならぴにその裏付けとなる応用，基礎研究を推進して参ります。その他宇宙関係，省資源，エネルギー，環境，安全聞題に関連した諸プロジェクトも弓1き統き行って参ります。あいさつ所長　工博　荒　　木　　透　材料の研究は，各種の国家的研究プロジェクトや産業技術の発展のために縁の下の力持ち的な役害1」りを果すことが多いのでありますが，反面またそれらプロジェクトの成否を制する重要な使命を負う場合が多いことが指摘されます。このために長期的な視、点に立った二一ズに遭碓に対応しうるよう人的，物的態勢を整えまして国民の要請に答えなければならないと存じます。　本年もなお一層の御支援御鞭捷を伏してお願い申し上げます。一1一固溶体の組成変動と磁化一温度曲線　合金の過飽和鰯溶体は時効によつ核生成一成長機構かスピノダル機構によリ分解し，析出物が形成されることはよく知られている。含金の諾性質は析出物の形状と分布状態によって強く影響されるが，実験的な困難さのため析出物の形成初期過程に関する知見は非常に乏しく，これが金属組織の調整を目ざす場含の1棚各となってい乱このような観一屯から金属物理研究都では含金固溶体の組成変動の磁気測定による分析法を闘発するとともに，これをNi－Ti合金に遭用して析出物の形成過程を研究し，時効温度と析出機構の関係を調らべた。　M－Ti剛容体の磁場畔1磁化および自発磁化（磁場がなくても生じている磁化）は組成に非常に敏感である。図1のような組成変動を含む固溶体の磁場申磁化およぴ禽発磁化は各濃度頒域の磁化を含成したもので与えられる。図2は各温度で時効した試料を磁場中で実測した磁化一温度曲線である。I，n，IIIはそれぞれ図1（a）（一［烹線），（b），（C）の組成変動から期待される磁化一温度曲線とよく一致している。図3の脇線3’は図1（c）の実線において組成変動の範囲を9．4～9．8％Tiとした時の自発磁化の理論曲線であり，パは図1（a）の実線において低濃度領域の組成を9．遂％Tiとした時の理論鮪線である。鰯と機構では組成変動の形態にすでに決定的な差カ津じていることは注目に価する。磁化一温度曲線の分析により判明したNi－Ti含金の析出物の形成過程は次のようである。800K以下ではスピノダル分解が起こるが，時効の進行とともに組成変動の形状は図1（C）に点線で示したように変化する。核生成一成長は8001（以上で起こるが，核は焼入れ材に含まれる微弱な濃度ゆらぎの高濃度の部分に形成され，核生成と同時に濃度ゆらぎは消失し均質な母相となる。（図1（a）の実線）ついで図1（b）のような組成変動になつ，時効の進行とともに級成変動領域は楊相を侵食して拡大し再び図1（a）の一叙線のようになる。　金属物理部研究部では現在，磁場申およぴ応力下における時効処理を計固しているが，上述した組成変動がこのような外的条件によりどのように変化するかカ噺しい組織制御技術の開発に関連して重要な問題点である。　　Xi一冨圭　　　　　　　　　　　　　　　　肛｝　　　　　　　　　　　　　　　皿同じ形状の磁化一温度曲線を与える723K20秒時効材の実測値は幽1線3／と　　oよく一致しており，他の§　　　　　　　　　　　一25組成変動モデルでは説明壼できない。このようにし裂9珪　　　　　　　　　　　八て，磁化一滉度蘭線の測　へ　o　　　　　　　　　　　水定によリ固溶体中の微弱な組成変動が定最的に決定できるようになった。　　9．6　図3の1独線3’，1’は　　0それぞれスピノダル分解　　　蝸0　　　　　200　　　　呈20　　　　　別o　　　　　脆o　　　　　　　　　温　渡｛剛図2　Ni－9．6at％T1含金の磁化一澱度雌1線。I：823K500口寺閥11寺効芹オ，　n：823K230分時効オオ，剛：723K50秒1縛効材，一」劉定磁三賜120C（A／m）o初期と核生成の段階の典巳1）：農蟻楓鳩里）および成長繊X｝O1O型的な組成変動に対応する。20秒という短時闘時効において二つの相分離蔓＼蜴ξ轡　5　　　　　・・o：測定値＼一：職糠　　　・　＼1’　　　　＼。恥1・　　（一1王一馴における縦成変動（b）：核の成長期における組成変動（ρ）1スピノダル初期（実線）およぴ成媛　　郷1（．念線jにおける維I成変動　　170　　　至80　　　190　　　200　　　210　　　　　　温度（K）図3：Ni－9．6at％Ti含金の自発磁イし玉∫1823K20秒／時刻コ微，　3’1723K20秒詞寺効材o一2一クリープ疲労複含試験によるクリープ疲労相互作用の検討　最近高速増殖炉などのように運転温度の高い機器があらわれるに伴って，クリーブ荷重と疲労荷璽とが同時あるいは交互に構造部材に働く場含にクり一プと疲労との相互作用を考慮することが安全設計上重要視されるような状況になっている。しかしながらク5トプ疲労相互作刷こついての現象は十分に解明されていないために，現在の設計基準におけるク1トプ疲労相互作用の評価は十分裏打ちのある研究成果に基づいたものではなく，この闘題に関する試験方法および寿命予測法はまだ確立されたとは言えない状況である。特に，クリープ疲労相互作用の現象の究；＝凋に対してクり一プ条件（クリープ応力，保持時間など）を種々変えた場合の実験および検討が不足している。　そこでクリープ試験部では，クリープと疲労とが交互に繰返されるような試験方法一クリープ疲労複合試験一を用い，主としてクリープ条件を変化させてこの現象について検討を進めている。　クリープ疲労複含試験は荷璽制御したクリープと変位制御した疲労との縦合せを1サイクルとした複合試験波形を試験片が破断するまで・連続的に繰返すもので，その応力およぴひずみ波形を図1に示す。クリープ疲労複含試験では，自動連統試駿が可能なこと，制御し易いこと，解析が比較的容易であることから，図に示すようにクリープおよび疲労試験は応力およびひずみがそれぞれ零で開始し，零で終了する波形を用いた。この方式で　　　　　ク’り一プ　　　　　疲　　　労　て工吠O和6。∵t‘＝ σf一o ；，≡ lo； Cl一 Cl 榊舳）1 ≡ 一；　』DB； EFl，＝A； ε。ε上 … △＆ ’… ’O ’ε皿ClO… …1時1藷1（t）…σε’σε”εoσ‘AOεCはクリープ荷重除荷時にクリープひずみを圧締によって相殺してひずみを零にする方法をとっている。そのため，本方式の実験結果とクリープ破断がクリープひずみの増加に伴う断繭積の減少によって起こるような試験条件下の定荷重クり一プ試験結果とを単純に比較できない。しかし，長時間クり一プ下では，一般に紳ぴおよぴ絞りが小さくなる傾向があるので，長時閲試験に対しては両者の比較が容易になると考えられる。　SUS304鋼について，クり一フ。疲労相互作用に対するクリープ応力（σc）と疲労荷重繰返し数（N）の影響一を検討した結果を図2に示す。N二2回と20圃との場合で破断時閲に対するクリープ応力のイ衣存性に布目違がみられる。破断後言式験片について組織観察を行った。N＝20固の場合の破壊は言式鮫片表面に形成された疲労き裂のき裂先端からクリープき裂が進展し，さらにその先端から疲労き裂が進展するという過程を繰返して破壊が進行する形態であった。他方，N＝2回の場合の破壊は粒界にできたボイド（空洞）が成長・合体して粒界き裂となり，粒界き裂が連結して破壊が遊行する形態を示していた。N：2圓と20圓における破断時間のクリープ応力依存性の相違はこの破壊の挙動の梱違により生じたものと考えられる。　今後，金属組織を種々調整したオーステナイトステンレス鋼を用いて多くの実験データを畿積・検討することによって，クリープ疲労相互作用の機構の解明に一層つとめ，寿命予測法の確立を目標として研究していく予定である。　500　400　300雇匡200肥　10050o●；クーj一フ曲液労　　｛N呈2〕□■　；クり一プ疲労　　｛N判o〕ム’　；クり一プザヘ＼…、。。、、㌧＼㎜⊃図1　クり一プ疲労複含試飲方法1O　　　　　　　　　1O！　　　　　　　　王Oヨ　　　　　　　　10一　　　　　　破1糠1時1話］（hl・〕　　図2　　応力と破断時隔コとの関イ系王oヨ一3一○来訪者1978年外国人来訪者等一覧来訪老合言十　｝．61人園　　名 人数 月　ヨ 氏　名　と　所属機　関中　　　團 50 7．24 1⊃r．林　蘭焚，中国電子学会　ほか8名．8．14 1⊃r．任　新民，中覇字航学会　ほか15名・三〇．16 Dr．舎予　誠，巾国非破壊検査披術税察蘭　ほか9名・1O．18 1⊃r．覇　錫唐，申国溶横学会　ほか8名．12．14 Dr．季献王路，中覇金属学会ほか5名、アメ　リカ 18 2I13 Prof．R．W．Boom，Univ．of　Wisoonsin．2．2C 1⊃r．P．S．Sohw乱rtz，Intermagηetics　General　Co、5．1 Mr．T．L．McAfee，USArmy　Materia，Development　and　Readi冊ss　CommanaSoienoe　＆TecbnoIogy　Center．8．21 Prof．D．Williamson，Department　of　Physics，Co1oraao　Sohool　of　Mines．9．8 Prof．　O．　D，　Sl］erby，　Univ．of　Stanfora、1ユ．21 Mr．R．Sohamlerger，The　2nd　USA－ap乱n　Seminar　on　High　Temperature　GasCoo1ea　R冊otor　Safety　Teohnologyほか10名．フィンランドスウェーテーン西ドイツフ　フ　ン　スソイ　ン　ドイ　キ’りスべ．ネズェラポーランドオーストラりヤ刀　ナ　　タ“チ　　　　り玉3133332212．15I2、呈58．24u．65．98．2412，146．89．29ユO．231ユ．171，115，102．ユ36．69．2511，911，13王．241．30追．223．I9．79．2811．2I3．29至0．27u．205．三53．74．l06，610．65，313．1OMr・A・A・Borges，Science　and　Teohnology　Center　Tol｛yo，U・S・Army・’Proチ．R．A．Rapp，Oh｛o　S　tate　Univ．Prof．　E－　SUoninen，　Univ．　o王　Turku．Mr．A－Roar，The　Welding　S㏄iety　of　Finiand　ほか　王1名．Dr，L．j．Asch舳，Sanavik　Co．Mr－　G－　MeHer，　Royal　hstitute　of　Teohnology　　ほか1名．Prof－S．Elくetorp，The　Iron　and　Steel　Institute　of　Sweden　ほか9名．Prof．Moke1，KFA　Instituteチor　Reaotor　Materials　　ほか5名．Prof．W．Soh6nherr，Buna6s　Anstalt　f臼r　Material　Pr七fung．Prof．W．K6ster，Max－Planok－Inst1tut　f七r　MetallforsohUng，Prof．W．He1nz，InstitUt倣丁㏄hnisohe　Physik　Kernforsoh㎜gs　Zeηtrum　KarlsruheGmbh．ランタ』の　池3．17王1．30Dr－F．Leoroisey，Embassy　of　France．Mr．J．Caraua，Electricit6ae　Fraoceほか6名．1⊃r．ヂ　占高国，韓国科学披術研究所　ほか至名．Dr．金策籍，国立〕二業試験院ほか1名．Dr．ヂ　容九，韓畦1科学披榊珊究所　ほか1名一Dr、孟碇肩…，　〃　　〃Dr．季　聡燦，科学オ支術慮．Mr．S．M．Tihom11ov，Government　Committee　of　Scienoe　ana　Teohnology　ほか4名・Dr．V．V．Schmidt，1nstitute　of　Solid　State　Pbysics　USSR　Aoademy　of　Scienoe．Prof　A．Oss｛Pyan，　　　　〃　　　　〃　　　　　　　　　　　　〃Dr，P．Paηde，Nuclear　Fuel　Complex　ほか2名．Prof　G，Chanara，Tata㎞stitute　of　Funaament乱1Researob．Dr．VI　Ramaswarny，Research　and　l⊃evelopment　Center　for　Iron　＆Stee司，H｛ndustan　Steel　Limi亡ed．Dr．邊．V，K．Udupa，Director，Central　Electroohemical　ResearoトImt｛tute－Dr．D．McLean，National　Physioal　Laもoratory．1⊃r．M，F．Jordan，Univ．of　Astoη．Prof．R．G．冊odes，　Univ．．of　Warwiok．Mr．JI　L．Olivares，Universidad　Sim6n　Bolivar　ほか2名．Prof　J　Gierek，Univ．of　S｛lesia　ほか2名．Dr．F．Jorgensen，Commonw船1th　Sc｛entific　ana　Inaustr｛a司Research　Organizatioη一DrID．R．Ebe1加g，A口stralialrAtomioEηergyCommission，ResearchEstablishment－Dr．D．J．M　ilne．Comaloo　Researc11P，T．Y．Limited．Prof．J　S．Kirkaldy，Un1v．of　McMaster　　ほか1名．Mrs．HI　Ro洲舳d，Govemment　Rese邑ch　Center　for　the　M1ning㎞austry　ほか1名一1⊃r．R．Canteui，Consig】io　Naziona】e　Delle　Rioerohe　Institute　a｛Aoustヨoa－O．M．Corb｛ηo，，Mr．J．Ma虐s，Estel　NV　Hoesoh－Hoogovens　Mjmegen．Asia　ana　Pac｛fio　Seminar　on　Science　and　Tec11noIogy　for　Development　11黍I一○淋　襟　者11〕　Dr．H、12〕Or，M．13）Mr．M．V．Scbmidt，Div｛sion　Leaaer，五nst｛tute　oチSolia　State　P11ysics　and　Electron　Micro畠copy，GDR　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（53．1玉、13～54．3－31の予定）L菱hdeniemi，Researo11Assistant－Univ－of　Turku，Finland一（53．王2一玉6～5垂一3－31の予定〕K．B乱nerjee，Soientist，Nation乱1　MetaHurgical　Laboratory，India．　（53－12．21～54，3．31の予定〕編集兼発行人巨1」　　　柵」　遜巻第241号　　　　　　　　　　保坂■彬夫株式会杜三興印刷’東京都新積区信濃町12　　　　　東京（03）359－381三（代表）発行所　科学技術庁金属材料技術研究所東京都目黛枢中目、黒2丁員3番12号電話　東京（03）719－227い代’表）郵便番号　153一4一