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[NRIMNews1977-01.pdf](https://mdr.nims.go.jp/filesets/34df018d-67c9-4db4-945a-49fe9da567bd/download)

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保坂 彬夫

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[金材技研ニュース 1977 No.1](https://mdr.nims.go.jp/datasets/6b41c9b5-5f3c-4727-9254-7348020261f3)

## Fulltext

金属技研ニュース　1977　No.1i〇一、ゼEoo一一〇＝蜆⊂○箏○コーooo－o〕0＝あ○蜆oo．］o－Eo－ooo］10’0E0f000眈o〇一10－〇一眈○眈餉Eo．但≧里三…ω…Z－o○餉］o〕f←新年のご金属材料技術研究脈＝∴；あいさつ　　　　　　所長　工博などの重点諸研究ならびにクリープおよび疲れ強度に関するデータシート作製の試験研究等を推進いたします他，所内指定研究，経常研究にも従来以上に独創性と目的指向性を賦加して新たな活動を進荒　木　　透　謹んで昭和52年新年の御祝詞を申し上げます。　昨年当金属材料技術研究所は20年の成人式を終えました。ここに新しい年を迎えるに当り，私共はさらに新たな決意をもって本来の使命に蓬進．してまいりたいと存じます。　当研究所に課せられておリます現下の命題は，エネルギー，資源，環境，安全等科学技術施策上の重点をなしている新しい二一ズに応えて，これまでに築き上げてきました基礎から応用，開発に至る各分野の研究ポテンシャルを如何に結集し，国民の福祉に貢献し，本来の目的に役立てるかということであります。　新年度よりのプロジェクト研究として，新たに「構造用鋼の溶接欠陥の検出法とその評価」に関する特別研究を予定しております。これは鋼の溶接条件と各種欠陥の発生挙動との関係を把握し，これを制御する研究の成果や超音波その他の探傷技術の精度向上に関する研究実績，環境強度に関連する諸研究など，それぞれこれまでに行ってきました研究ポテンシャルを総合し一つの目的を目指すものであります。これによつまして，各種溶接鋼構造物の安全と検査，設計上の諾問題の解決に役立ってゆくことを期待しております。　その他前年度に引き続きまして特別研究，原子力研究，特別調整費による総合研究，大型工業技術研究プロジェクトならびに環境庁公害防止研究めてゆきたいと念願いたしております。　研究施設といたしましては，本年より筑波地区の研究本館の建設を進めますとともに，既設実験棟の設備を整備し，あわせて目黒地区の施設設備の改善をも言十ってまいりたいと存じております。　金属材料の研究にはその性質上，各種の大型プロジェクト研究や重要産業技術の研究課題におきまして材料面での隆路を打開してこれを成功に導くために要望される問題が多く，これらの二一ズをつねに検討し，重点的に対応し得るように今後とも努力を払ってまいりたいと存じます。　今後業務遂行の上におきまして，広く学界，官界，産業界の各方面と関連があり，つねに接触を保ちつつ，御指導，御協力を賜わる機会が多いことと存じます。本年も相変つませずよろしく御懇誼を賜わりますよう御願い申し上げます。一1一ニッケルの凝固時における気孔生成について　気孔は製錬工程の最終半成品であるインゴットや，溶接構造物の継手部分にしぱしば発生し，金属材料の機械的性質，特に強度に好ましくない影響をおよぽすことが知られている。金属化学研究部では「金属一ガス反応の物理化学的研究」の一環として，気孔生成のメカニズムを明らかにすると共に，生成防止の方策を見つけ出すための研究を続けている。先に報告したように（金材技研ニュース1975年Nα12），気孔の生成傾向は金属のガス溶解度曲線により5種類の型に分類できるが，今回はこのうち第四型のNi－H系について紹介する。　金属一ガス反応の研究にきわめて遭している浮揚溶解法により純ニッケルを溶解し，ガス成分を一定量含有させた後，銅鋳型中に鋳込み，凝固試料中の気孔を比重測定，X線透過写真などにより観察した。　写真左は全圧一気圧での実験で得られた典型的な形状の気孔を持つ試料の断面写真である。ここにみられる気孔の特徴は，発生点がきわめて試料表面に近いこと（100μm程度），気孔の数が非常に少ないこと，気孔が凝同組織に沿って円錐状に成長していることの三点である。これらの特徴は既に報告したAl－H系における，球状の気孔が試料中にひろくかつ多数分布している結果とはきわめて対照的である。Ni－H系の結果は気孔が凝固時に生成しかつ成長がきわめて困難であることを示唆している。この点については，核生成触媒物質として，固体タングステン，あるいはTh02を溶融ニッケル中に導入し核生成を容易ならしめたところ，写真右に示した様に，きわめて多数の気孔がTh0。の凝集している部分で容易に生成することがわかった。なお，Th02の場合には試料としてTh0。を含有しているTDNiを使用した。この写真から同一条件での溶解にもかかわらず，核生成触媒物質の有無が気孔の生成に顕著な違いを生せしめることがわかる。　これらの観察結果をNi－H系溶解度曲線に示す。この図はある溶解水素濃度を境として気孔の生成する領域と生成しない領域とに明瞭にわかれることを示している。この気孔生成の臨界溶解水素濃度25㏄／100gNiは凝固点における溶融ニッケルの平衡水素溶解度35㏄／100gNiよりもかなり低い。　そこで，水素がニッケルの凝固時に凝固界面前方の溶融ニッケル中へ排出濃化される現象を考慮し解析した結果，凝固距離が100μm程度でも気泡が安定に存在しうることなど，本実験結果をきわめて明快に説明することができた。Fe－H系についてもほぼ同様の結論を得た。　第三元素の影響，ならびに単純なガス成分によらない気孔，例えばC0による気孔の生成過程の解明，その防止策の確立などが今後の課題である。試料：純ニッケル　　　　試料1T　Dニッケル　（触媒使用せず）　　　　　　　　（触媒使用）気孔率　1．60vol％　　　　　　　気孔率　43．58vol％写真　Ni－H系気孔（試料断面）　　　全圧P＾τ十Pm＝1atm，P。。＝O．18atm　60尾850挫40駐35廷；o牒25共20　171o○　気孔生成■　気孔生成せす4効、画気孔生成領域　　　　　　　　　　≠ω　　　　　　　　　モ甘一　　　　　　　　　　　〇、旭臨界水素漉度　　　　o、、ちo．、丑気吾Lの一三成しない布員」戎　　　　　　1500　　　　　　2000　　　　　25　　　　　　　　　温　　度　（℃〕図　Ni－H系の気孔生成に及ぼす溶解水素濃度と温度との　関係一2一ろう接継手の強度　金属の接含技術として紀元前から利用されている「ろう接」は，耐熱材料，各種新材料の開発・利用等にともなって，近年その用途が著しく拡大している。　ろう接は，母材より融点の低い溶融金属を接含部間隙中で凝固させることによつ接合を行なう方法であるため，溶融溶接に比べて母材への入熱が極めて少なく，母材の性質を劣化させることなく高強度の精密接合を行なうことができる。　一一方，ろう接継手は商荷璽を受ける部分では使用信頼性に欠ける，といわれる場合も多い。これは，主として動的強さに関するデータがきわめて少なく，静的強さと動的強さの関連，動的強さを規定する諸困子などについての研究がほとんど未蒲手状態であることに起因している。　これらのことから，溶接研究部では，ろう接継手の強度を統…的に整理し，使用信頼性向上に必要な基礎資料を得るために，荷重下での接含部の変形挙動と，継手の静的ならびに璽カ自勺ヨ虫さとの1瑠j塾｛こついて検討している。　ろう接継手は，接含1湖隙中に厚　　一1　　一ヨさ工0一ユ0㎜程度の異種金属（ろう層）を含んでいるた冒6八、 4｝一｛2＾母　　材　　　　（S50C）口ろ　う　　くC皿）ろう擁総季○ろうの畷さ　o．o05面皿④　　　〃　　　　o．lo田皿o　　　’’　　　　o．20団皿　　　　’ロー1r可　　　　旺帖　　　　　　o．1　　　　　0．王5　　　　　　平均ひずみ図1　突き含せ継手に加えたねじりモー　　メントと平行部の平均ひずみ　　　　　　ひ　ず　み図2　突き含せ継季に加えたぬじりモーメ　　ントと接含1晋1隙咋iのろうのひずみめ，材質的には明瞭な不連統体であり，荷重下での変形挙動も接含部で不連統性を示す。　たとえば，炭素鋼S50Cを純銅でろう接した突き含せ継手のわじり試駿において，継手両端間に加えたねじりモーメントと両端間のねい）角から求めた平均ひずみは，図1に示すような関係になり，継手の変形挙動は母材の変形挙動とほぼ同様の傾向を示す。一方，接含部間隙中のろうの変形をみると，図2に示すように，母材あるいはろう自体の変形挙動とは異なり，両者の中問的挙動を示す。このことから，継芋全体の平均的な応力とひずみの関係のみから継手の強度を評価するのは含理的であるとはいえず，図2に示すように，接合部間隙中のろうの変形挙動にも着営する必要がある。　接含部間隙中のろうの変形挙動は，基本的には一般の材料と同様に，弾性変形と塑性変形とから成り，塑性変形は加工硬化曲線で表わすことができるが，この加工1硬イヒ嚇線はろう自寸本の強さ，概材の強さ，接合部の幾何学的形状等の影響を強く受ける。たとえば，接含部閉隙申のろうの加工破化は，図2を対数冒盛で表示しなおした図3にボしたように，母材の隣伏点付近で顕著に変化する。　これは，母材／ろう境界に堆積した転位緋による応力集中が母材の塑性変形に伴なつて急激に緩和されるためと考えられる凸　このように，接含部のミクロ的な変形挙動はかなり複雑なものであり，ろう接継手の強さを評価するには，接合部のミクロ的な変形挙動を知ることが重要であることが明らかである。　8……遵）4八、｝2一兵　1　　　　　　　　一一一十一一・搬　材：S50Cろ　う：Cu　　　　　　O．05　　　　　0．l　　　　　　　　　　　　　　O．5　　　　1．工　　　　　　　　　　ひ　ず　み図3　突き含せ継手に加えたねじリモーメントと接含閲隙　　畔コのろうのひずみ　　（鰯2の繭軸を対数表示したもの。慨材の1峰伏強さは　　　約6㎏・m）一3一1976年外国人訪問者一覧国　　　名 人数 月　日 氏名と所属機関西　ド　イ　ツ 16 4．1 Mr．B．Kegel，Managing　Director，VDEh，外第2回日独セミナー（日本鉄鋼協会）一行7人．4．2 Dr．H．Sa㎜ei吉も，Ministryo｛ResearohandTechnology，外三人．5．13 Dr，Winter，］〕FVLR，於1人．5．22 Dr，D，R．War11㎜ont，アルスイス研究所開発都長．9．14 Dr．Menden，Dept，o｛ResearchandTecおno1ogy，外1人．10．8 Dr．F．R．蕊a叩t，Vaommscおme1zeGMB鐵，Ha蘂au、ア　メ　り　カ 12 1，9 Prof．R．F．Bu蘂昌養ah，Un…v．o｛　C星…ifomia．3．26 Dr．J，J，Rei1…y，Brookbaven　N註tion岳1Laもoratory，　外1人。5．三7 Prof・Dr・G．Kra鵬e，Co！orado　Sohool　o｛Mines，Dept．MetaHurgical　Engineer1ng・5．正9 Dr．D．Ca蘂on…co，0ak　Ridge　Nat…onal　Laboratory，Group　Leader，Metals帥dCeram1cs　Div．〃 Proi．C．M．Wayman，Un…v－of　I川nois、6．26 Pro麦．W．M．Mue1…er，Coiorado　School　of　Mines、8．5 Dr，R．G，Hoag…and，Ba圭te1…e－Columもus　Lab．9．22 Mr．Mi11er，U邊ite∂S言ate　Ar㎜y，Sc…ence　and　Technoiogy　Center．10．13 Prof，H，Conrad，Univ，Kentuoky，Dep，M豊terial　So…enoe、10．19 Mr．M．Korcおynsky，Un量on　Carbide　Corp．Metals　Div．Director－AHoy　Deve1opment外1人．ソ　ビ　ェ　　ト 4 3．3 Dr．V，Altov，Cムi　ef　of　Dept．In昌t　it　ut　e　o麦Metro1ogi　c且1Servi　ce．7．9 Dr，Me昌shkov，Moscow　M．V．Lo㎜onosov　Sta圭e　Univ．ぎacuity　o｛Chemistry．10．25 Mr．K，Yaki邊ovich，高溜、園立研究所．11．I2 Dr．V．A，Kuzmenko，Institut　e　for　Problems　of　Strengtお，Academy　of　Sci　ence，Ukr．SSR．フ　ラ　ン　ス 4 6．3 Dr，G．B1棚c，Centre　Technique　des夏ndust…es　de1a　Ponderie．9．王6 Dr・Y，Meyzaud，I忍SID，Physica…MetaHurgy　Group，　外1人、12．2 Prof，B．Baudeleセ，Metz　Univ、オーストラりア 3 5．18 DrI　P．M．Kelly，Au畠圭ral　i目日　At　o㎜i　c　Energy　Comm量富s　ion，Chi　ef　of　Mat　eri　a1s　D｛v．8．9 MrI　R．W．Ste聰1盆ke，Tec憂nica…Representative－Jap盆n　BRP　Nominees　Pty，Ltd，外1人．イ　スラエル 3 4．13 Mr．M．Rosen，Direotor，Ben－Gur…on　Univ．5．20 Mr．H－Math1as，N胆clear　Re昌earcおCentre，Negev，Ato㎜ic　Energy　Comm1ssion．8、王6 Mr．A．Pour，Technion－Jsr，Inst三tute　of㌻ecbnoio……y，Senior　Lecturer．イ　ギ　り　ス 3 7．15 Mr．A．Smi伐，Hac衰ney　College，Leoturer，Weldi㎎帥d　Sbeet．旦0．8 1〕r－M．F－Jordan，Univ．of　Aston，Dept．Pro∂uction　Engineering．1工．2 Mr－J－A－Lee，United　Kingdom　Atom…c　E舵rgy　Author…セy，Chemistry　Div，AERERarwe11．韓　　　　　国 2 2．工2 Dr．J．Cおo…Bead，Speci　ality　St　ee1L呂b、台　　　　　湾 2 7．3 Dr．P．L．C．Haw，Direc主or，Union　Industrial　Researcll　Lab，タト1人．オ　ラ　ン　ダ 2 9．8 Dr．F．Spanraft．イミューデン製鉄㈱，鉄鋼研究所．ポーラ　ン　ド 2 6．7 Miss．M．Zgut，Foundry　Re畠earch　Inst1t邊te．ザ　ン　ビ　ア 2 2．26 M…ss．L．P．Scllibe昌akunda，Za㎜1〕ia’s　Ambassador．テ’ンマー　ク］一4．2卓 Dr，0．A1－Ehayem，He1畠i邊gφr　Teknik1』㎜、タ　　　　　　イ 1 2．7 Ass．Prof．P－Sukhawar蘂，Chu…a1ongkorn　Un妻w．Faculty　o｛Engineering．ノレーマ　ニ　ア 三 6．17 Dr．G－Suceveanu，Romani　a　Embassy　in　Tokyo．そ　　の　　他 3 2，16 互EA超電導磁石専門家会含．フランス，アメリカ，西ドイッ各1人．11 8．25 8thI聰tematio舳…Co邊麦．E1ectrical　C0HtaotPhe邊omena．アメり力4人，西ドイツ4人，その他3人．編集兼発行人印　　　　刷Mr　M　Korcおynsky，Umon　Carblde　Corp　Metals　Dw　Dlrector－AHoy　Deve1opment，通巻　第217号　　　　　　　　保坂林多夫株式会社ユニオンプリント東京都大田区牢央8－30－2電話　東京（03）753－6969（代表）発行所科学技術庁金属材料技術研究所　　　　　　　　　　　　　　東京都目黒区申目黒2丁目3番12号　　　　　　　　　　　　　　電話　東京（03）719－2271（代表）　　　　　　　　　　　　　　郵便番号153一4一