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[NRIMNews1969-09.pdf](https://mdr.nims.go.jp/filesets/5942ad6f-2595-47e3-9727-62d8fa5bb71e/download)

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佐々木 武

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[金材技研ニュース 1969 No.9](https://mdr.nims.go.jp/datasets/6d2250ae-f666-4453-abe5-960ea9e9999b)

## Fulltext

金材技研ニュース　1969　No.9金　属　粉　末　粉末冶金法はその最産性と低コストの繭から多くの工業分野で古くから注目されていたが，最近，畠動車都品を製造する1つのプフ法として，その特徴と利点に着目され，実用化のための研究が遮められるように。なった。虐働車部品では，従来からされてきた焼結製品よりも密度が高く，強さの大きいことが要求され，それと同時に大型都品を開発することが心要である。このような要求を満足するためには高圧成形，高混焼結の技術が必要であり，大型部1帰1を製造するための新しい高温カl1圧法が開発されなけれぽたらないが，それと同時に圧縮，成形性ならびに焼結性のすぐれた粉末が安伽に供総されることが重要である。　製造冶金研究部，粉末冶金研究室では圧縮成形性のすぐれた粉末を製造する方法として単体粉末あるいは禽金粉來を比校的容易に製造できる噴霧法に潜冒し，ここ数年来研究を行いガスおよび水唆霧装置（特許第552253号）を開発した。本法による粉末の製造の諾条件，すたわち，溶湯混痩，溶湯の表蘭張力，溶湯流断繭稜，噴霧媒の速度，流鐙などが生成粉末の性状にあたえる彫機について詳舳こ検討し，圧繍，成形性のすぐれた鉄系，鋼系含金粉末を製造する場合の製造条件を確立した。図は流最を一定としたときの噴雛媒の速度が坐成粉來の粒度分柳こあたえる膨機をみたものである。図にみるように■峻霧媒速度が早いほど粒度分布は微粒側に移行してい飢また，生成粉末の形状は，粉化階の溶湯概度が低く，噴霧媒速度が早く，流盤が多いほど不規則形状化し，見掛密度　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　一　1の　製　造は低くなり，粉末内都は密となっているのが特徴1である。　本法によって製造した鉄粉來は圧縮，成形性がすぐれており，たとえぱ，成形圧力5ton／cm2で圧粉体密度7．ユg／cc，これを焼結後再圧縮すると焼緒密度7，49／ccに達する，これらの性質は他の製造法による鉄粉と比較してはるかにすぐれており，高密度用鉄粉として脚光を浴びている。また，Fe－C饅含金粉は焼繕過秘こおいて従来の混合粉にみられるような複雑な寸法変化を示さず，機械的性質も溶浸法と同一かあるいはそれ以上の強度のものが得られるので，今後，Fe－Cu－C系の焼緒部品ρ製造には広’く実周されることになろう。　現在，当研究室で開発した液体噴霧装蟹を用い，鋼系合金粉末が製造され，　＿　　　　　　　きミ筍o童た鉄系合金粉幕　　　　　　　糸末についても実姻　　　　　　　穏用化のための準蒙仙備が着々と逃められ，本年中には本法により多くの鋼種の鉄系合金粉末が市版　　　　　　　　　　　　　　粒径ωされることにな　鰯　1欧務媒の速疫が生成粉來の粒度ろう。　　　　　　分柳こあたえる彬機i Oe 80 SO ~O 20 O 'X~¥' o ¥ ~¥-. )~~~: : :20 //m~~1 ;~!~~{~e : 2iOm/soe '( : 154m/see ' : S2ill/sec t x o ¥ X ~ x o x o ~~ I O ~~ ~~ (F) 2 O 　　　　　　　　　　　　クリープテ∵ターシ÷ト作成の魂況　材料試験部では・クリープ試験設㈱の整伽箭を・一　た？これらに基づいセ・本年7月1日g当所勲泣本年3月をもって完了したが，すでに，昭和41年　　．記念澄を期して，とれら6鋼極の500本を越える度に火力発電用材料を中心とした11種，昭和42年　　試験片について，1方～10刑寺闘破断冒標．（昭㌫㌶㍗㌫㌶．㍗年鰍I㍗予㍗㍗㍗1㍗ガスタービソ榊料を中心とした6楓すなわ二．．ここに示咋図1お幸坤2は・現牟ま水得ち・板材4楓管材10楓鍛醐4衝鋳造品1．られた約ユ万時問童での破断データか≒・各卿種・およびガスタービ1■のロータやブレード材と　　一＝レベノレの破断時間の外獅値．をl　L苧son「岬Heデ法しての耐熱倉金・楓含計・・秤類の高温用国産何、によ・？て推れ下・、1プ㍗・／したも9叩であ呑1料について・ク1一プデータヅ1作汝綱にし’一1これらの締粋亨∴各竿材棚弾紙叶たがって，試験作薬を遊めている。　　　　　　　　油格あ製，兄、セあ吟セむ∴・そんぞれめ製遼履睦ビま　材料の避択は，昨年度までは，火力発電用，原　　って大きく左右されることや，Cr－M0系3鍋種予力発電用，化学〕二莱周，ガスタービソ用という　　では，槻度が高くなるほど，また寿命n寺閲が長くように進めてきたが，今後は，“近い将来実用され　　なるほど，その影響が消えて行くことなどがわかると考えられる材料”や“新しく規格化された材　　る一料”についても，秋極的に取り上げ　　　．　　　　　　　　。　…て試験をすることにした。このよう　　20　　　　　…山、　、、な見地から本年度は・日本鉄鋼脇㌧　　皿…I　　　　。　．、’」’い’て，表1に示すように，5種類の材　ぎ8・　㎜．　　　　　　　　　　　　　　lwlj∵、、一、、　　　　　　　　　　　　　　　　只6一榊　、料を取り上げた。　　　　　一ゼ・。。・　　　　　　・一　　　　’111l・！π　一プフ，ポイラ，過熟雛および熱交　　一…　　　　　　　　　　　　　　｝｝｝換糊の管として脚羽される1C・一航　　］．　舳㌦、，ヨ｛封、〕　m＝　　呈’ユ／2Mo，ユκCr－1／2Moおよび，2μ　図12〃cr－1Mo鏑（sTBA24）の爽浪11漉Larson－Mi1ler法による外挿倣　　　　　　　　　　　　　　　　　ヨoCr－！Mo鋼ならびに18Cr－8Ni，18Cr＿！0Ni＿Tiおよび16Cr－13Ni＿3Mo鋼　　20　　　　▲一＾凸’山＾　　　　　・一甲、斎。oについて，約3，O00～10，OOO時間ま　…■でのクリープ破断データが得られた　ぎloのを機会に，本年6月・金材技研ク　“リープデータシート懇談会”を闘催　　　　　　　　　　　　　　　　　4して，これら6鍋種についての破断予定ユo万時閲までの試験応力などに　　　　　　　　　　　　　　　　図2　16Cr－13Ni－3Mo鋼（SUS32HTB）の突潰嚇とLarson－M泌er法によついて，種々の意見の交換を行なっ　　る外郷他　　　　　　　　　　　表1　デ＿タシート咋成材料表一昭取幽年度蒋手するもの）材　　料　　省 圭　・要　成　分クリーブ破1斬試鹸徽度（。C） 州途とフ彦：1火（mm）ASTM　A387C 1．25％Cr，O，5％Mo，Si 50C，550，600JIS，SPV46または50 C．18≧C，0．45％≧Ceg、 400，4・50．500／搬用鰍t・・ボイラ熱交換淵＝融鋼徽ASTM　A213T2 O．5％Cr，O．5％Mo 450，500，550 50．8φx8t1Cr－1Mo一κV鋳鋼 玉％Cr，1％Mo，O．25％V 雀50，500，550，600 ターピソケーシソグ（厚物）鋳物Incoloy800 30％M，20％Cτ、0．4夕6Al，O，4％’r1，筏Fe800，850，9（〕O，l000 化学二111茱j㈹jまたは微炭素濃度の異なる304，316系鋼のクリープ破断特性について　　　　　　　　　高速炉用ステンレス鋼の研究　高速炉用燃料被酬葦＝には，すぐれた高渦強さと加工性が要求され，す一ステナイトステソレス鋼AISI304（19Cr－i坤i），316（17Cr－14Ni－2．5Mo、材料の使用が考えられているが，燃料被覆管に対し，燃料その他の材料から，炭素の移行が生じる場合，この材料の高汎強さにおよぽす炭素の膨榊が間題とされている。　すなわら1乃0℃で溶体化処理した0．42％までの種々のC量を含む304系，316系オーステナイト鋼について600℃～800oCの数千時間までのクリープ破断特性を求めた。図ユは304系鋼の700oCにおげる応力一破断時問舳線でC含量0，006％から0．21％まではC最の増すにつれ，破断応力は増大するとともに閉1線の勾配はゆるやかになるが，それ以上のC量では迦に破断応力は低下し川1線の勾配が増加する。　図2は600o，700o，800℃の10，000hrクリ・一プ破断応力におよぽすCの影響を示したもので，いずれもほぼ0．2％C付近に極大が見られ、304系および316系鋼の1150oCにおけるCの固溶量約0．2％と一致する。図ユおよぴ2に示すこれらの挙動はCの固溶独化，析川強化およびMoの固溶強化から説明される。すなわち，時効硬化性，加熱による楴子定数の変化，耐w結品軟化性および顕微鏡組織の検討からC量約0，2％まではC量の増すにつれ，微細た数多くの析11ト1物が生成する。加熱11寺間および温度が同じ場合，C量の多いものほど素地中に固溶しているC量は多いが，C量が0．2％より多くなり溶体化処理状態で残留炭化物が存在するようになると，その周辺での析出が顕著になり，析出物の凝集成長と固溶C濃度の急速な低下による固溶強化の劣化をもたらし，過1時効現象を示す。両鋼種とも析出強化と固溶強化の効果がC約O．2％でもっとも発抑されるものと考えられる。また316系鋼にあっては，0．1％のCを含むMo2茗C6析出による素地の固溶浪度の低下は約O．2～0．25％税度と考えられ，Moの固溶強化の効果は高況長時閉加熱後も保持される。　写真王（乱）～（c）は700oCでクリープ破断したS－2（0．06％C），S－4（O．2ユ％C），S－5（0，32％C）の糾織で，クリープ破断時問は同一ではないが，0．2％C付近で析出物は数多く微細に分布し，クリーブ破断独さの極大がこのC最付近で得られることが組織の」二から理解されよう。　また而鋼種とも600．C～800℃では粒界で破断するカミ，破断時問がほぼ同じ場合C量約O，2％付近に破断仲びの極小がみられ，700℃ではいずれも4％以下であり，切欠弱化の懸念があることは注意しなけれぽならない。316系鋼は304系鋼に比べ破断仲びがすぐれており，さらに溶体化温度を12000Cに高めれぼ、最小クリーブ速度εm丘、は低下し，クリープ破断強さの最大値は高C側にずれるが，破断強さ改善の効果は顕著には認められず，靱性の勿化が著しい。したがって304系および3ユ6系鋼を耐熱鋼として用いる場合C最は約0．2％，溶体化温度は1150oCが限度と考えられる。≡l　o＋｛　　　○　　　　ヨ　lO　　　　lO　　　　コ　10　　　　1　　　　　　　　　胆1甘帖問11r一図1700℃における304系オー　1島　　ステナイト鋼の応力破1断時間　1百　　におよぽすCの影響　　　　毛1’　　　　　　　　　　　　　、　冨図2・0・，316系鋼の1・，・・O　1后　時閉破断強さにおよぽす　　皇。　　Cの彫神5020lo』’』’’ ’’s’ミ簑．岨1SllO．O06㌔C 1　’1s’lO．21％Cl 一＼ヨo「ls刮o06㌔o〕 ’「1；引o．ヨ2％oj：S引O．ll㌔Cl □1…引o」〃㌔ol！■n 「・「〔 1n一　　　　「．1n・’ 1 i　、　，＾一 ■ 「ヨ　ーoo　l　o ！　　oヨ　　o。，　　oヨ〔　｛｛。〕　（a）　4・5kg／mm王。3993hr　　　（c）　5kg／nエm宣，3424hr　　　　　　　（b）　5kg／mm里，6085hr　η火ユ700℃でクリープ破1斬したS－2，S－4，S・5試料の　　　　組織3　一　特　許紹　介　液体噴霧装置　　公’　皆11召43年3月8日　　　　　　　　　　公告番号昭43－6389号　　　　　　　　　　特　　　許　　第562253号　この発明は，低融点および高融点金属粉末を高速流体により連続的に大量に製造する装置であり，ルツポ内で溶解した溶湯をルツポ下瑚はり取出し，この細流を噴霧ノズルより得た水流ジェットによって飛散させ粉末化する。　剛はアトマイ’ザーの概略の構造を示すもので，高圧ポソプより送られた高圧水は，導入管より特殊な構造を有する本発明液体噴霧装置に入り，円錐形の水ジェットを構成する。噴霧タソクは，A，BおよびC室に分れ，B室とC室との境界に逆水防止板を設け，逆水を防止することにより，タソクを小型化し，長時「罰連続的に粉化することができる。　この方法によれぱ，噴霧装置のノズルと流量の変化によって自由に粒度分布と粉末形態を調整できるので，異った用途の粉末冶金用金属粉末（写ザ’ニガ∵妻＿　　一イ寓　　　＼　　　　　　　　4　　　　　　妙1紛省」尊衿鰯紬舶ダー獅糊乎写真1　1　　　■1引　叩　い　一　＝ト榊舳図！　＼　　一　　〔頁ユ）をつくることがでぎる。　被溶接物の表側と裏側との雰囲気圧カ差による　片面裏波溶接法公告昭44年6月20目　　　　　　　　　　公告番号　昭44－13806号　　　　　　　　　　特許第552234号　片面溶接法は，裏側にでる溶接金属の状態が不均一で，溶接欠陥を生じ易いので，裏あて（銅板・フラックスなど）を使用する心要があった。本発閉は，被溶接物の表側と裏側との雰囲気の圧力差を生じさせることにより，溶落ちを防ぎ，裏あてを用いないで安定な片面溶接ができる方法である。　図2は，本発明の概略の説明図である。容器内のガス流入量によって，圧力差を生じさせること及ぴこれを徴調整することができる。溶接継手のすきまや，母板と容器の接触部からリークするガスの量だけを，つねに送給することにより，容器内の圧力を一定に保つ。　ガスは，C02，空気，N2，02，Arなどを用いる。溶接中容暑葦内の圧力徴調整により，裏波ビードの余盛の形状寸法を制御することができる。本溶接法は，アーク溶接に眼らず，電子ピーム溶接などの融接法に適用できる。　　　　　　　　　　P■　　　　　　　ノ　ノ1一・〃」！」・ノー’・イ、　　　　覗窓　　　プ1容器　　　　　　　　　　P。　　・　　　　∵ロコツ†榊　　図2☆短　　信☆　学位取得○鉄鋼材料研究部特殊鉄鋼研究室河部義邦は「弱析o1倣化型オーステナイト鋼の高概強度改善に関する研究」により6月10日付で東京工業大学から工学博士号を授与された。○原子炉材料研究郁主任研究官永田徳雄は「金賦材料の高速変形に関する研究」により6月ユ0日付で東京工業大学から工学博士号を授与された。○原子炉材料研究部長吉村　浩は「キュポラ操業の工程解析と操業管理方式の確立に関する研研」により7月ユ日付で大阪大学から工学博士号を授与された。海外出張　O伊藤伍郎科学研究官は第4回国際金属腐食会議等出席のため9月7日に一，また，前橋陽一室長は第36回国際鋳物会識等山川■1のため9月6日にそれそれ欧州各国へ出張した。　　　　　　　通巻第129号編集兼発行人　　佐　　々　　木　　　　武印　　刷　奥村印刷株式杜会　　　　　　東京都千代田区西利佃1－！－4発行所　科学技術庁金属材料技術研究所　　　　　　　　火京郁目黒区11111目烈2丁目3番12号　　　　　　　　雫匡言舌目無（719）2271（f、妻曼）　　　　　　　　郵　便　番　号　1534　一