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[NRIMNews1964-08.pdf](https://mdr.nims.go.jp/filesets/3f8c7386-3675-4e5e-b94d-e9f6649673ec/download)

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吉村 浩

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[材技研ニュース 1964 No.8](https://mdr.nims.go.jp/datasets/f31cae8b-bfbb-4946-b558-c1e9b7dd7a82)

## Fulltext

材技研ニュース　1964　No.8i①一．ゼEoo一一〇EωEo一垣o］一〇〇〇一〇0＝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←【▼金属材糊支術研究所．．．並：一・・。一J　　　　　　■’動水腐食試験装置…’’　／一・・’　一一一一一3号機一一…一一＝一一　動水腐食試験装置，1号機（材技研ニュースNo．6．1961）および2号機（材技研ニュースNo．2．1963）では350oc，12m／secまでの高温流水中の各種金属の腐食挙動を検討し得るが，3号機は蒸気が高速で流れる環境での金属の腐食挙動をしらべ得るようにした。装置の概要は次の通りである。rEEyJ ~~ f~'* kgl cm2 "C I m/sec cm2 [ ~*~ ~: 1/ ~ 100 300 7 l 4 ~~*~17J~ 100 310 7 1 4 ~ ~~~ Ji~j~~~-fA+ l OO 310 17(13) l 50 2 100 310 20 o. 5 4 l OO 420 20(1 5) o. 5 2' 　　■藪．1　これらに使用する純水は比抵抗1×！05ρc加以上，溶存酸素O．07pp加，全イオソO．2Ppm以下で，運転中接液部および試験片から溶出するイオソは1，2号機と同様バイパス回路のイオソ交換樹脂を通すことによって常に一定の水質で試験し得るようにした。試験はこれらの環境に板状あるいは管状の試験片を挿入して腐食させるのであるが原子炉の燃料被覆材は内部の燃料が発生する熱量を被覆材を通して軽水あるいは重水などに伝えているので，この条件を再現するため試験片に通電して試験片自体を発熱させた状態での熱流速の影響を検討し得るようにした。　一般に高温水中の金属材料の腐食試験はオートクレーブを使用したものが多いがこれらの結果が実際の流速のある部分に使用する材料の耐食性の判定規準になるかどうかは1号機で検討しており，2号機では熱処理，加工などをかえた市販オーステナイト系ステソレス鋼の流水中の耐食性の比較を行っている。3号機では2号機で使用した同種のステソレス鋼の蒸気あるいは過熱蒸気の環境を主にして耐食性の比較を行い，これらの結果を綜合的に検討して新らしい耐高温水および蒸気用材料の開発の基礎データを求めている。ユ　．．　　　　　　　　耐熱合金の進歩（11）鋳包み加工被覆したMoの1000℃加工による再結晶現象に・ついて　鋳包み加工被覆したMoの1000℃のクリープ・ラプチャー強さを向上させる方法として，その歪強化作用は1，150f℃の高温加工でも適当た加工度で付与されることを前報で述べた。そしてこれにはMoの再結品現象が大き’く関与Lていることはい5までもない。Moの再結晶温度は1，150～1，200℃といわれているが，本実験で使用Lた鋳包みカ1］工被覆Moはどのような再結品現象を示すのだろうか。この問題を脆弱なMo合金層が割れ発生のない下限温度でおる1，000℃加工の場合について検討してみよう。　実験は鋳包み被覆したMoを1，150℃で30％加工後・1，250℃で2時問焼鈍して完全に加工度を零にLた材料を1，000℃で36％，64％，80％の加工を与えたものについて行なわれた。そして加工度の異なるこれら試料を1，050℃，1，100℃，1，ユ50．Cの温度で各30分問焼鈍Lて，その硬度と顕微鏡組織を観察した。その結果を図16と写真13肌～gに掲げてお㍍加工度零のMoのピッカース硬度はユ90程度であるが，1，OOO℃の加工では，その加工度と共に硬度を高める。これを焼鈍すると各硬度は低下するが，その減少の割合は加工度の高いものほど大きく，1，！00℃以上の焼鈍では1，OOO℃での加1コ度による硬化の順位が逆転するようになる。そLて80％加工のものは／，150℃X30分問の焼鈍で完全に加工度零の状態にまで復帰してしまう。これはカll1工度が大ぎすぎるものは常温の強度表。るいは高温でも短時問内での強度は大きいが，高温長時間の強度すなわちクリープ・ラプチャー強さなどは適度の加工度のものに劣ることを意味している。Moあるいはその合金のよ5に熱処理効果が殆んど期待でき’な概黒ぺ一　．㌧！㌻℃と焼鈍して行くと焼鈍温度の上昇および加工度の増加にともない再結品の程度が次第に高くたる。写真13e～gは1，150℃焼鈍の組織で，加工度の大きなものは写真工3gに示すように100％再結晶が完了し，その結晶粒はかなり成長している。このことは硬度の測定結果とも一致する。これらの組織変化から判定すると，50％再結晶進行度を再結晶温度とすれぱ，この温度は80％加工では約1，ユOO℃，64％加工では約1，150℃となる。そしてこれ以下の加工度では1，150℃でもその再結晶の進行速度は遅いことが知られる。　以上の結果から，前報で述べたように1，150℃で80％加工Lたもののクリ←ブ・ラプチャF強さが低下しているのは当然であ肌そして1，000℃加工の場合では30～40％程度の加工度のものは1，150℃で30分間加熱処理しても硬度の低下は殆んど見られず，この程度の加工は，1，OOO～1，150℃を通じて，高温クリープ・ラプチャ←強さの向上のために望ましいものであることが知られる。　　蜘　　　　　　　　　　　H36％加工姻　　　　　　　　　　　　“一一一一一■64％加工騒　　　　　　＼．　　　　トー一・』80％加工羊　　　　　　㌔一㌔ぺ　　㌔■一■■■一二、　　一．一．．）　200　　　　　　　　　　　　　一　一　一　一　　　　　　　　　　　　　　　、、山　　　　　、　　　　　　加工度日へ　　　　　　　〔1，250℃X2hr焼鉋犬態〕、ト100　　1000℃　　　　　1050　　　　　1100　　　　　1150図1・綿智喘洛榊淵帆撫毒繍誰びには適度の　・　1250．Cで2時問完全　　　　　　焼鈍（加二［度O）加工条件があることに注意Lなけれぼたらたい。写真工3aは加工皮零の状態のもので，ユ，250℃の焼鈍のためMoの結品粒は成長している。これを1，000℃で36％，64％，80％加工Lたものが写真13b～dで，加工度の増加と共に結品粒の歪も多くなっている。　ただ1，OOO℃の加工でも60％以上の加工では写真ユ3c～dにみられるように一都再結品したと，思われる微結晶粒が観察される。そしてこれらの試料を1，050℃，1，100℃，1，150工aを1000℃で36％加 c　aを1000℃で64％加　　d　aを1000℃で80％加二1二　　　　　　　　　　　　工e　bを1150℃で30分問　　f　cを11冊Cで30分間　　9　dを1刷℃で30分間焼鈍　　　　　　　　　　焼煎　　　　　　　　　　焼鈍　　　　写真13ヨ川g鋳包み加工被覆LたMoの顕微鏡細織（x800）一　2　一’I■1■llI』一Illlllllllll”l1lllllIl1lll1l1lllllllllllllllll1l1llHl1llllIl1咀illl1咀Il1咀11I11咀11I咀111則1111；l1l1111111111IlIllllIlIllIl1I1l1lHIl1lII1l1l11IlllHll1llll1lll1llIl■’1111111■一1111111111L1　　サブハライド法によるAの製錬　　　　　　　……　　　　　　一一一一一サブハライド反応の平衡　　…i．II■■1■■1l■■■■■11II－111一一111，III111－lI11■IllII－IIllII一■■■111■■1■■1lII■111一一■111III11－1II11■Il■lIIIlllII11－1I則一111，1II■1I1■I一一1岨11I1－I≡II1－I1II111III■阯11I■11－II－11III1111■1■■一1IlII1lIII皿IIllII一一I帽　現在AIはほとんどすべてはじめバイヤー法によって純粋のA1203をつくり，つぎに溶融塩電解によって金属A王を製造する方法をとっている。しかし撮近直接遠元法，あるいはサブハライド法といわれる製錬法への関心が高まり，各所で研究や試験が活発に行われている。　製錬研究部乾式製錬研究室でも本法に関する種々の実験を行っている。　本法は第！工程で，念Ai203鉱石の炭索遼元でA1－Si－Fe禽金をつくる。このとき原料にはポーキサイト，あるいはわが禺の各地に産する膠質土などが棚いられ，バイヤー法では処；二11吻閑難な‘＝兄贋のポーキサイトも利三同できる。遺元には電弧炉，遼元剤にはコークス，木炭などが用いられる。　装入原料中のSi02分は，はじめSiCに，A120茗分はA140一ρおよびA王20C，A1－C富などにたり，さらに残概に至って相互の反応によりA』Si－Fe系禽金になるようである。こうして得られたALSiぶe禽金は，A王約50％，Si，Fe袴々20～25％，その他Ti，Ca，Cなどを念むものである。　第2の二［1程は，適当に砕いた合金を王O00～1200oCに加熱したところに主として減圧下でAIαヨを送って反応させ，2AI（1）十AIα3（9）＝・3AlC1（9）の反応で一度Alαのサブハライドをつくり，　これをより低激似11に導．いて純A1を折泌させ，　A王α3は繰返してj1≡1いようとするものである。このとき合金巾のSi，Feなどは残澁とたるo　当蜜でえたA王のユ例は約g9．6％程度のものであった。　上記のような峻錬方式は設備費の減少，二1二程の単純化などの利一点が考えられるが，電力，反応収一率，装置材料などの、点でたお試験研究の必要が望まれているようである。　粗合金からA1を拙出するとき基本になる反応は，前記のデスプロポーショネーショソの反応であり，その平衡恒数の測定について従来幾つかの研究があるが必ずしもよい一致を示していない。当研究室では流動法を用いてその測定を行った。　　立　　　　　　　　　！　　■　　　　　　　　　　　　「　　　　　　6　　　　　　7　　　　　　8　　　　　　　　　　1パメ1ぴ　　　　（王〕P．Weiss　　　　（2）　L．M．Foster，A，S．Russen，ea　ta1　　　／3）I．Tanabe，T，Takahash1，et　a1．　　　／4）Preesent　Wrk　　　（5）　P．C；ross，et　a王．　　　（6）A．S．R1ユsse玉1K．E，Martin，et　a1．　　　　（7）　S．Si1inユizu，資．1Jchida，et記玉．すたわち純Alをアルミナボートに人れ，1000．！100，玉200．1250oCの各槻度の均熱帯におき，そこえアルゴソを搬送ガスとしてA1α茗を送ったo析幽A1はある音1…分は球状の鰍体として集まり，ある榔分では樹枝状または粉末状になる。　前述の反応でAiClにたったA三はポートの減撤から二1董…1り，流したアルゴソ，　A玉αヨ撮を，＝…ヨいてはじめ見掛けの平碗慎数を，つぎにA王αヨ，アルゴソ流連を零に外挿して奥の平衡恒数を計算した・その縞果2Al（1）十AlC13（9ト3AlCl（9）の平衡恒数お」二び標堆帥1ヨエネルギー変化はつぎのように求められた。　　1ogKP　（P3Alc1／pA1c13）㎝一1垂，440／T＋9．87　　　△Gを　＝66，060＿45．至6丁　木爽験でえられた値と，他の文献値を図に示した。本実験彼に近いj二目辺氏らのものは同様の流■動法，またFosterらのものはスペクトル強度からもとめたものである。なおこの値と，他の熱力学的数値からAlα（9）の生成熱ならびにユソト岬ピーとして一22，250ca1／加ol，盗8．7ca1／moIが求あられた。禽金からのA1の拙舳こはこのほか，含金111コのA1活：駄，：および含金が固体であるか液体であるか，FeやSiがどれ穆析出Alに混人するかなどの諦閉魑も検討しなけれぱならたいo一　3　一◇海外視察寸記◇製造冶金研究部長　工博　荒　　木　　　透　今回イギリス，ドイツを中心に欧州における鉄鋼に関する研究状況と連続鋳造技術の視察を命ぜられて約一ヵ月半の出張の機会を得た。　とくにイギリスには英鉄鋼協会の招きによる日本鉄鋼協会訪英視察団の一員として参加させていただき，受入れ側の好意あふれる計画に従って英国の官民の研究所大学のみならず，業界内部における各種研究開発の状況を，つぶさに見学することができた。これはまたとないチャソスであった。出張の前半を費したこの訪英の記録の詳細については，いずれ協会として総合取りまとめ報告が各専門の分担によってなされる予定である。　さらに私個人としては，その後に欧州の代表的鉄鋼研究所として独のMax－PIanck鉄鋼研およびアーヘソエ大，仏のIRSID，CNRM（ベルギー），スィスのEMPA，スェーデソの冶金研究所などを訪問して，主として自分の専門事項を中心とした接触をこころみるとともに，さらに鉄鋼その他の金属の連続鋳造技術およびその製造冶金的た研究開発に関連して，約8ケ所の会杜工場の視察，若干の特殊鋼業界の研究の調査などをスケージュールに加えた・少し短い期問にしては荷が重すぎた感もあるが無事任務を終え帰国して振り返ると，広い範囲の同じ途を歩む人々と面識を得て知識を交流し，また各種の問題点について現状の把握と将来へのスコープを得るなどの点に，大きな収獲を得たことと思われる。　工業技術研究の基礎を形成するアカデミックな科学研究は，現在それぞれの分野で理論面を進め深く専門化し，新しい分野を堀りさげて止まる処をしらない。産業技術の発展は，応用，開発技術の進歩が中心となっているが，この基底にはバッ　　　　　　（通巻第68号）　　　　　　　　　発編集兼発行人吉村浩印　　刷奥村印刷株式会老　　　　　　東京都千代田区西神日］1の10鋳鉄の連続鋳造（ハイドンク法）　クグラウソドにたる科学学術の進歩がある。それ　ぞれの分野において，この両老の間にある間隙の　大小は，現在各国における研究開発の体勢の優劣　に大きく左右されているように思える。このバッ　クグラウソド的研究素地を優れたアイディアと応　用開発能力によって結びつける人材が今後量的質　的に重要視されて来るであろう。　　連続鋳造は軽合金，銅，鋳鉄，鋼それぞれの分　野で技術的困難性を乗りこえて発展しつつある・　今後の造塊技術は，加］二二〔程と結びつけて総連続　的に進むのが一つの定められた姿であろう。今後　の総合的な工学技術の進展によって，軽合金で既　に容易に行われつつある様に溶鋼（あるいは溶銑）　より成品までの一貫連続生産の技術達成が将来の　現実とたる可能性を望みたい。このような研究開　発には専門や所属を趨えた広い協力関係が非常に　要求されるが，今回欧州共同体や英国の問の連体　的な知識交流の状況に触れる機会を得，「もって　他山の石」とすべきことを感じた次第である。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丁目300番地　　　　　　　電話　目黒（712）3181（代表）