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[NRIMNews1971-07.pdf](https://mdr.nims.go.jp/filesets/5aa566f6-5b54-4c69-81c7-3b0736888a55/download)

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林 弘

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[金材技研ニュース 1971 No.7](https://mdr.nims.go.jp/datasets/0800a503-1614-441e-9678-a0893663f583)

## Fulltext

金材技研ニュース　1971　No.7七Φ一．ゼEoo一一〇⊂ωE0箏○コーooo－o0＝あ○蜆oo．］o－Eo－o呵o］一〇〇〕’0E0f000眈o〇一’o〇一〇一眈○蜆ωEo．但≧里三…oo…Z－o○蜆コo〕f←一0．1金属材料技術研究所V．Ga多芯超電導線　VヨGa化合物は超電導マグネット用材料として　　Ga合金（20％Ga）で鋳ぐるむことによってつくすぐれた特性を示し，V下地テープの表面から　　られる。この複合体は冷間あるいは温問で容易にGaを連続的に拡散するV高Gaテープの製法がさ　　線材に加工され，きわめて細いV芯をつくることきに当研究所で開発され，同テープはすでに強磁　　ができる。この線を650。～700℃で熱処理すると界の発生に実用されている。しかし，超電導線材　　Cu－Ga合金からGaが選択的にVと拡散してV芯は磁化履歴による交流損失のため従来その応用が　　をV茗Ga芯に変えることができる。写頁1に試作直流の用途に隈られていた。最近，きわめて細い　　された多芯線の断面を示し，また，写真2に線材芯状の超電導体では履歴損失が無視でき，交流的　　断面上のX線マイクロァナライザー走査記録を示な用途に有望なことが明らかになったが化合物で　　した。走査言己録では残留したV芯，Cu－Ga合金おこのような細い線材をつくることは困難視されて　　よびその間に拡散生成されたV3Ga層を明瞭に判いた。電気磁気材料研究部では超電導化合物の用　　別できる。Cu－Ga合金中のGaの拡散はきわめて途を交流の領域まで拡げるため，次のような新ら　　速いためGaの濃度勾配はほとんど存在しない。しいアイディアによる複合加工法を用いてすぐれ　　Cuは走査記録にみられるようにV君Ga層には固溶た特性をもつVヨGa多芯超電導線の試作に成功し　　しないのでその超電導特性を害することがない。た。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Gaは融点が低く直接Vと複合加工できないが，　新製法ではまず純V芯とCu－Ga合金の複合体を　　Cuをキャリアメタルとして用い熱処理でGaのみf乍成するが，これは多数のV芯を融点の低いCu一　　をVに拡散させる新製法により容易に細線がつく　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　■1一二…払れるよ1にな一た燃材の篶・・　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1・1・≡プ；芯は1・5kO・の強磁界中で1・1・5　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　与1j、一A／cm2の大きい超電導電流密度を　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　」甘：三・　∴一．もち，線材をコイルにまいても特　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　苧㍗∴性が低下しない。・ヨ・・多芯線ぱ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　∵1　lシソクロトロソ加速磁石のようた　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　交流強磁界発生装置や電気機器に　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　∵：　＾すぐれた性能を発揮し，また，従　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　一∵’6、’ヨ　　“来のテープ状線材に比べて均一度　写真1▽ヨG。多芯線の断而　　　写真2VヨG・線断面のXMA走査記録　　　の良い直流強磁界装置をつくるこ　①。ヨ。、芯4猟無m）　（W・・および・・の場所11浪度変化を示す）とができる。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1一鉄鋼中における硫黄の拡散　鉄鋼材料中における硫黄の存在は微量でも機械的性質に著しく影響するので硫黄の挙動は従来より研究対象とされてきた。　拡散挙動を追求す引こは化学分析法，EPMA法を利用することが多いが，鉄中における硫黄の拡散を研究する場合，粒界偏析しやすく，しかも鉄中の固溶限の極めて低い硫黄に対してはこれらの方法は適切とはいえず，本ニュース1969年No．7に紹介したような放射性トレーサ法が最適のようである。　鉄鋼材料研究部鉄鋼第2研究室では鉄中における硫黄の拡散挙動について研究しており，純鉄中における硫黄の拡散実験の結果として，硫黄は鉄中での固溶限が極めて低いために粒界偏析しやすく，また硫黄の粒界拡散挙動はα一γ変態とはあまり関係たいことを認めた。　鉄鋼材料中における硫黄の挙動を考慮する場合，特に・炭素原子の存在効果を知る必要があるが，目下のところこの問題に対する明確な解答は栂とんど見られないのが現状である。　真空溶製した鉄一炭素合金の表面に放射性硫黄を蒸着し，次いで拡散させた後試料の表面放射能を低バックグラウソド放射能測定装置（写真）で測定することによって，図に示すような興味ある拡散ブロフィルを得ることができた。　これは800℃において鉄中に硫黄を表面より拡散させた場合のPenetratiOn　curveであり，炭素濃度による直接的効果以外に800℃におけるα一γ相の存在率による問接的効果を認めることができる。　すなわち，No．1は0．07％Cで800℃におげるα相存在率は85％，γ相15％であり，No．2（0．14％C）はγ相40％，No．4（0．40％C）はγ相100％となっている。α相の多い鉄一炭素合金においては計数率一すなわち放射性硫黄の濃度が高く，γ相が増大するに伴って硫黄の濃度は低下している点よりα相中における硫黄の固溶限はγ相中におけるよりも高いことが推察される。　固溶限の高いことに関連してα相の多い鉄一炭素合金では体積拡散が認められるのに対してγ相だけの鋼（No．4）では体積拡散はほとんど認められない。これは図のように濃度変化が拡散距離（κ）の6／5乗に比例している点より容易に結論することができる。　一方，炭素濃度が低くα相の多い鉄合金の表1節近傍では硫黄の濃度変化が拡散深さ（”）もしくは6／5乗に比例しないで，むしろ2乗に比例しているのは体積拡散の証明となっている。　炭素濃度が直接的に硫黄の固溶限を低下させるという説もあるが，図に示したような顕著な現象にはα相であるかγ相であるかの結晶構造の効果の方が主導的であると考えている。　次ぎに，硫黄の濃度変化がバ㌔に比例するようた十分な拡散深さの部分において濃度変化の勾配を調べると・炭素濃度の低いほど勾配は緩やかであり，結果として炭素濃度が増すに伴って鉄中における硫黄の粒界拡散速度は僅かながら低下する傾向のあることが認められた。Eo．3舟I00’無右ぺ一キ　　　』・㌔。○言式＊斗No．！　（O．0796C）＿L　　　　No．2　（O．1496C）．片　　　　No．4　（0．4096C）キ＼キ写真　低ハヅククラウソ1放射能狽■」定装置ユ0　0　　10　　　20　　　30　　　40　　　50　　　60　　　70　　　80　　　90　　100　　　　　拡散深さX％（1O■’cm％）　　　図　鉄一炭素合金中への硫黄の拡散一　2一アルミニウムの孔食におよほす鉄とケイ素の影響　アルミニウムは水道水，井戸水および河川の水などの中では孔食を発生するので間題となっている。市販の純アルミニウムにも含まれている不純物である鉄およびケイ素は孔食発生に悪影響をもたらすことが定性的には知られているが，それらと孔食発生の関係についての詳細た研究はない。　腐食防食研究部湿食研究室ではアルミニウム中の鉄およびケイ素が孔食発生に果す役割について調べている。微量のリソ酸イオソ，塩素イオソおよび塩素ガスを含む液Hl1で発生する孔食を走査形電子顕徴鏡によりしらべると，孔食は析出物あるいは金属問化合物の界面，および粒界などの欠陥音11に／100ユファセッティソグ溶解の形で始まることがわかった。写真1は短時間の腐食試験によって発生した初期の孔食であり，ファセットが現われている。写真の一舳こ影のようにみえる部分も同じファセットをもっているカミ，これらは光学顕微鏡では認められず，二次電子像では認められるところから，アルミニウムの表而の極めて近くにトソネル状に進んだ孔食であると考えられ㍍99．97％アルミニウムにはユ00時間まででは孔食は発生しないが，鉄およびケイ素の量が増えるにしたがって孔食発生数は増カ」．1する。写真2は粒界に鉄の析出（FeA13と思われる）が認められるところに発生した孔食の一例である。ケイ素は500℃で焼なまし処理をすると粒界に再析出するので，この材料では粒界に孔食が発生しやすい。写真3は三つの粒の交、点に発生した孔食の一例であり，この材料ではケイ素の量が多いので，粒界の析出物はかたり大きく，深い孔食が発生した。つまり，孔食は析出物がカソードとなり，その界面がアノードとたって溶解していき，ついには析出物のまわりがすべて溶解し去り，物理的に析出物は披け落ちるようなかたちで進行したと考えられる。なおある程度の深さをもった孔食で白已触媒」的に成長を続けるようにたると，孔食溶解はファセッティソグ溶解ではなくなって，写真3に認められるような丸みを帯びた溶解をするようになる。このような観察をつみかさねることにより，金属組織の而から孔食を防ぐ方法をえたいと努力している。写真1　Al，O．01Fe，0．11Siに発生した孔食。　　　腐食試燃時1湖12hr写真2 A1，O、ユ7Fe，0．0ユSiに発‘』三した孔食。」寓食言式j険11寺」閉＝1hr写真3　A1，O．O1Fe，O，39Siに発生したイL食。　　　」寓食言式野灸H寺1閉＝ユ00hr一3　特許　紹　介　　　　半還元鉱のキュポラ溶解法　　　　　　　特許出願公告　昭46－10769　　　　　　　公告昭和46年3月19日　この発明は，キュポラにおける半遼元鉱の炉内遼元により，鋳物用溶銑を製造する方法に関するものである。すなわち，遠元度30～90％の半遠元鉱をキュポラの装入鉄原料とし，通常のキュポラ溶解に使用されるコークス比に対し，半遠元鉱中の酸化鉄を還元し，また，コークスの燃焼にて所望の炉内温度を保つコークス量（追い込めコークス比）を規定し，炉内ふん囲気の遠元プ〕を考慮して送風量，送風中の酸素量，炭化水索系物質，発熱剤，熱風温度たどを適宜決定することにより鋳物用溶銑を製造することに特徴がある。　キュポラ溶解法は，鋳物用銑鉄の溶融に佼用されるのが普通であるが，最近のキュポラ溶解技術は，炉内におけるコークスの燃焼率が次第に低下し，CO富化の操業に移行している。この発鯛はCOの炉内ガスおよび固体淡素を酸化鉄の遼元に利用し，半還元鉱から直接鋳物用溶銑を製造するもので，久傑田鉄工㈱の技術的協力を得て確立された。　この発鯛によれば，銑鉄のバージニティが失われることなく，炭素最3．7％以上，硫黄量0．08％以下の溶銑を得ることができ，銑鉄，鏑材などの鉄原料を一都童たは全量で使用しないため，極めて低廉な鋳物用銑鉄が製造される。◇佐々木林短信　◇　　　人　箏　異動武（管理部企匡鉋i課長）　遜商産業省大臣官房付　（現職高知県工業試験場藁）46．全30付弘（日本原子力船開発楽業団）　管理都企蔵課長に採用　　　　46・5一付　　　　　　低硫黄肪疲労鋳鉄　　　　　　　特許舳願公告　1沼46－17419　　　　　　　公　告　　同召和46年5月ユ4日　この発明は，硫黄量について従来の研究範囲よりも著しく低い領域におげる硫黄量と耐疲労性との関係を研究した結果なされたものであって，硫黄が0．C03C％以下で終鉛組織を共縄黒鉛とし，耐燦耗性と耐疲労性を兼ねそなえる低硫黄耐疲労鋳鋏に関するのもである。　鋳鉄の疲労性は，従来より，鋳鉄の璽要な性質の一つに数えられ，その改勘こは多くの努力がなされてきた。耐疲労性には鋳鉄巾の硫黄量が低いのが望ましいとされているが，㈹著間の相亙関係は不明であった。この発明は鋳鉄中の硫讃量を一定限度以下に減少せしめることにより，耐摩耗性と耐疲労性の箸しく肉．1二せしめられた鋳鉄を提供するものである。　この鋳鉄の顕微鏡組織は，共晶黒鉛とフエライはたはパーライトからなり，普通鋳鉄における熟鉛のノッチ効果による機械的性質，とくに引張り強さの減少が少ないから高い強さが容易に得られる。かつ，この鋳鉄は高炭素劃こおいても共晶組織が確傑される性質を有するから，これによる耐摩耗性の陶上が確認された。このような性質をもつこの鋳鉄は，コニ作機械のフレーム，とくに耐麟耗性部分をもつフレーム，内燃機関のピストソ・リソグ，エソジソブ膚ツク，シリソダーヘッド等に用途がw能である。　　　　　　　　　受　　賞　日本原子カ学会費（技術賛）　科学研究官　伊藤伍郎および三島良績，大久保忠恒　（玖京大学）は昭和46年3月261ヨ「安全解析の某礎とLての燃料被覆管のふるまいに関する研究」にて，、r二誇己の笈を受けた。　鎧久人費　溶按恢究都特殊溶接研究室長錘井　淳は日召和46年5月28日□祭擦1三E按法および裟糊の発リ1考案により，　日漆溶披協会より上記の賞を受けた。繍錐兼携行人印　　　　刷通巻　繁15且努林　　　　　　　　　弘奥村印渕株式会杜東京都千代E1枢西神田ト！＿4発行所　科学技術庁金属材料技術研究所　　　　　　　東京都国黒1茎1中憎黒2了昌3番12号　　　　　　　　　東玄ζ　（03）　7ユ9－227ユ　（千ミ峯ξ）　　　　　　　郵便番場（153）一4　一