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[NRIMNews1969-03.pdf](https://mdr.nims.go.jp/filesets/91515cea-acc4-49c7-b73a-2d2c75cd07f9/download)

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佐々木 武

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[金材技研ニュース 1969 No.3](https://mdr.nims.go.jp/datasets/19f26a3d-b9f7-42a2-a532-d691f9728a13)

## Fulltext

七〇一．ゼEoo．一0E蜆E0一垣o］1oo．o0＝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］○工←V．Ga超電導テープの研究　物質の極隈状態である超電導現象は最近10年の間に低温物理学の分野から実用の領域に著Lい飛躍をみせた。その中継ぎをLたのが趨電導材料の開発であり，すでに強磁場を発生するマグネットなどに活用されている。発生磁場が高くなるほど趨電導を利用する利益が増すので，最近は合金材よりもHcの高い化合物材の開発に関心がむけられた。その繍果，Nb．S皿化含物が実用化され，つづいて電気磁気材料研究部第2研究室ではよい超電導特性をもつV語Ga化合物の線材化に成功した。　V茗Ga線材の製造ブロセスは，まず，うすいVの下地テーブを約700．Cに加熱した熔融Ga中を通過させ，その表面にGaにとむ化合物層を形成させる。写真1にその連続払赦装置の内部を示したが，V下地テープは毎分約1mの速さで送られ札ついでこのテープを約700℃で熱処理すると特性のよいV．Ga層が出来るが，この際Cuを鍍金して熱処理するとy・Ga層が極めて容易に生成される。Cuの払■■故促進の効果は金属物理学的にも興廷　・干VGaテープのj1且続仏1■故挑1rl＝←≒ぴ味深いが，おそらくCu原子に伴なって導入される空孔に基づくものと考えられる。　図1に種々の熟処理温度で作成されたV．Gaテープの磁場特性（H－Ic曲線）をNb・Snの特性と比較して示した。700℃附近でつくられたテープは200KGの高磁場中でも大きい密度で超電導電流を流すことができ，このテープが実用化されると趨電導状慈で発生しうる磁場概囲がNb3Snの150KGよりさらに拡張されるだろう。また，V3GaはNb島Snの950．Cよりかなり低い温度でつくられるので，下地テープの機械的強度も増カロする。当研究室では引続き長尺テーブの試作研究を行なっており，近くわが国のメーカーで工業化される予定である。　これまで趨電導化合物についてはその緒凧粒度や内部組織について殆んど研究がなされていない。当研究室ではごくうすいV下地テープを用いて中心までV3Gaを拡散生成させた試料をつくり，化合物層の透過電顕観察を以下頁3につづくVコG三1化命物一．’1寸口）透j一邊碓蜘’ゲ』’エ　　　　　1’く2（当所5001｛eV犯蜥；二よる〕一 3阯皿、、一・ ．　一700℃　　■650」c●Nb．Sn　1900C750℃1昌OO℃loo 3し’4． ’Ko 0　9 0　1501 02i02｛O0　9 0　1501 02i02直　　流　　岳当　j時　〔kG）V3G乱テープの然処」哩独1皇と砥皿閉1刊三の削係鋼中の非金属介在物と引張り　鉄鋼中には多かれ少なかれ非金属介在物が含まれている。介在物の鉄鋼の機械的性質に及ぽす影稗について数多くの研究が発表されている。しかし，鉄鋼中の介在物の生成過程が複雑で特定の介在物の大きさ，形態，分布をそろえて研究することが非常に困難であり，機械的性質への介在物の影響について解決されていない点が多い。介在物・の影響を考える場合に，介在物の大きさ，形態，分布および量の各因子を定量的に取扱うこと介在物の弾性的性質，塑性的性質および熱的性質を調ぺ，同時に介在物のまわりの応力分布を明確にする必要がある。　鉄鍋材料研究部鋼質研究室では，これらの一環として，リムド鋼試験片に種々のレベルの引張応・力を加えて，非金属介在物のひずみを検討している。本試験片中に含重れている介在物は（Fe，Mn）O，（Fe，Mn，）O＋（Fe，Mn）S，A1系酸化物に（Fe，Mn）Oと（Fe，Mn）Sを含む介在物，外来生介在物に分類できる。介在物の大きさは30μ以下であるが，大型介在物の場合にはユOOμを越えるものもある。上記介在物の形を変える目的で，種々の熱問圧延を行なった。引張りはイソストロソ試験機で行なった。上降伏点に達しない範囲の負荷では，すべり線は，主として結晶粒界よ・り発生してい桃大型介在物が数個の結品粒にまたがっている場合には，優先方位を持？結晶粒で，すべり線が発生しているのが観察された。一方，結晶粒内に存在する小型介在物および粒界に存在する介在物ではひずみ模様は認められなかった。これは介在物の存在状態，結晶粒の方位と応力方（　　20迂約舳ぺS　ユO帖　　・”　．　　　・　　、．・．・8・　．　・●・　　　・・　　・、’　　・●　　○　●■　●　　　　　　　　■●・　　　0　　　　10　　　　20　　　　30　　　　　　　介布物の大きさ　（μ）図1　粒界に存在する酸化物系介在物のまわりの歪写真1　介在物と空げき　　　　　写真2　割れた介在物と空げき向などに関係があると思われる。下降伏点1に達するとすべり線のみだれが，介在物のまわりで観察される・介在物が結晶粒界上に在存する場合，非金属介在物から一方の粒だけにすべり線が密に発生して粒内に一とどまっているが，他の粒では非金属介在物に関係なく，粒界より発生していた。角状ガラキサイト系の介在物の先端附近では密なすべり線が発生していた。特に外来生介在物の切片では，応力集中が大きい。下降伏点を過ぎると，非金属介在物と地鉄が分離しはじめ空げきを作る。非金属介在物が，粒界上に存在する場合，粒内に存在する場合よりも，空げきは作られやすい。空げきの先端では特にひずみの集中が起こる。応力が高くなると，この空げきは，隣接している結晶粒に伝ぱんして行く・ガラキサイトを含む介在物では，介在物が引張り中に割れたりしている。小型介在物では応力集中が小さく，そのまわりではすべり模様を変えるとは思われない。図1には結晶粒界に存在する酸化物系介在物の大きさと，介在物周囲の歪の大きさを示した。　写頁1には（Fe，Mn）O＋（Fe，Mn）SにA1系酸化物を含む介在物のまわりの空げきとその先端でのひずみ，写真2には介在物のワレが空げきとたって生長してゆく様子を示した。高温、水腐食の電気化学的研究　水冷却型原子炉用金属樹料の腐食研究においては，一般に重最法による腐食速度の決定や，X繊および電子線1珂折による腐食壬1三成物の同定などが行なわれている。このような高温高圧純水中における金屈の腐食は基本的には電気化学的機榊こよるものと考えられており，脇食研究に電気化学的方法の採用が望まれている。　金屈の腐食量を求めたり，腐食機桃を解明するために腐食電位や分極幽線を求めることは，一般の腐食系ではLぱしば用いられる手法であるが，高温高圧純水中でこの方法を適用する場合には多くの困難がある。中でも，　（1〕照合電板の選定とその設置方法　（2）溶液が高抵抗を有するため，印加電流にもとずくI　R降下による誤差の除去が重要である　腐食計測研究室ではこれらの閉題を解決し，水冷却型原子炉の腐食環境で悶魑となるステソレス鋼その他の金属材料の腐食機構について研究を行なっている。　（1〕の間魑一点は照合電極に飽和カロメル電極を用いて高温高圧系の外に置き，圧カシールを兼ねた木栓を通して液絡することにより，また（2）の間魎点はホイートストソブリッジの一辺が試験極と照合電楓間の液抵抗となるようにし，検流計の部分に高入力抵抗を有するエレクトロメータと迦起電力を加えるためのポテソショメータを挿入Lたブリッジ回路を柑成させ，常にI　R降下を除去Lた過電圧カミ測定できるNul1法を適用することによって測定」二の困難を解決した。　このプ了法で求めた分枢■■■1線の一例として，脱イオソ水に2ppm　NaC1を加えた高狐枕率水溶液中における11吹鋼の分極閉1線を図1に。示す。同図に見るように，この方法で求めた分極1地線はIR1蹄下による誤差を含む場合と著一〇．2しく異なった形を与える。　さらに高汎純水腐食試験にこの方法を適用するため，写頁1に示すようなオートクレープに試蜘＝亟，対棚，および照合電極を設けて電気化学的測定ができるようにしたこれらの各電極はテフロソと石英衡を用いてオートクレーブ本体と絶縁した。この州fi1により求めた275．Cの脳イオソ水中におけるオーステナイトステソレス鋼のアノードおよびカソード分極山1線の測定結果を図2に示す。o．5o、一　o、里O　　O〉　　　　■一〇．才一一〇、’｛：O．2XlOoΩ・om浸言貰後　12011一〇．嗜一〇．3因一〇，402＞一〇．5峯　一〇．6…白／咄舳甘／1l…1坤’1“を許む一〇．目〒蟹クtイヒ学白勺狐」」天匡∫目テ匡小垣を伽行貞ニナニメ■一　トクレーブの外慨一〇．7一〇．8O．1　　　　　　　　1　　　　　　　　1　　　　化流怜度（〃＾／oが〕、，／皇75．C，　停O』田．～m，｛ヨn桂十51」椎］　　　　　　　　　　lo　　　　　　　　　1　　　仙淋憎雌ol＾んmつ図2　275．C純水中におけるステソレス鋼SUS　　　27の分極山1線図1　2ppm・NaC1水溶液中における秋鋼のカソー　　　ド分極［晒線（25℃）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　一31頁よりつづく行なうことに成功した。その結果V窩Ga化合物層は，写頁2にみられるように〇一5，u程度の極めて細かい絡晶粒からなり，また，その内部には転位などの欠陥が殆んどないことが判明した。このように微細な結凧組繊をもつことは，V呂Gaが超π鴻線材としてすく・れた生糊三を示すことに関係があると考えられ，さらに言羊しく研究する予定である竈　　短時間引張特性高速炉用ステソレス鋼の研究（6）　1150oCで溶体化処理した種々の族素量を含む304系，316系オーステナイト鋼の常漱，600oC700oC，800oCにおける刎■舳≡，j引張特性を検討した。　第10図，第11図は，常渦，700oCの諾特性とC量の閨係を示したもので，引張独さ，0・2％耐力はC量にほぽ比例して増大する。！150．Cにおける両系鋼のC固溶量は約O．2％であり，それ以上のC量では残留炭化物として存在するが，これが分散強化として働くことがわかる。800oCの結果は図．示していないが，このような高温ではその効果が失われる傾向カミある・ところで，常温で引張介金の沽浄化によるものであろう。　また，316系鋼は304系鋼に比べ，破断靭性がすぐれている。すなわちM0は高温強さと靭性を改善する。ところで650．C，3，000hrカl11熱した0．42％Cを含む304系鋼には粒界反応型析出が顕著に生成するが，同じC量を含む3！6系鋼には認められない。すなわちMoは粒界反応型析山を抑制する作用がある。Moによるこの効果は，高Mo高N耐熱合金鋼にもみられ，このようなものは靭性が高い。粒界反応型析出は，靭性の点で好ましくないとされているが，溶体化試料の高温靭性がMoにより改善されることは，粒界反応型析出の抑制とし合せ興味深い。　　　　　　　　鉄鋼材料研究部　耐熱合金研究室　　　　　　　　材料強度研究部　商温強さ研究室また常汎では304系鋼が3167系鋼に比べ，引張強さ，0．2％耐力ともすぐれている傾向がみられる。これは304系鋼が316　　　　　a）0・006％C　　　　　　　　011％C　　　　　　　　　　　　　　　写真3　！150．Cで溶体化処理した304系オーステナイト鋼の組織系鋼に比べ，Cr含有が高く，逆　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（X100x署）にNi含量は低く，したがって積層欠陥エネルギーが低いため，　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　80　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　昌oC量はほぽ同じ場合，同一加工度ではその硬度が高いことから　　｛説リ1されよう。またMoの固溶　　　ぎ60　　　　　　　　60　　　　　　　　　　　　　　60強化による引張強さ，0．2耐力　只　　　　　ざ　　　　　　　課の向上は，600oC～800oCでは　　　　　　　　　　　　40繁　　　　　　　　　　　　　壕　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　40高温ほど認められる。　　　　　　地　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ざ　一プラ破断靭性はいずれの汎度　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　20においてもC量約O．1％付近に　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　20見られるが，これは写真3（疵），（b）に示すような，O．006％C鋼　　　　o　o．10．20．30，4　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　0　　0．一　　〇．2　　0．ニヨ　　O．4に比べ，O．！1％C鋼は非金」■拭介　　　　　　　　c　（％〕　　　　　　　　　　　c　｛％〕在物が少なく，C添加により清　　図！0両系鋼の常温引張特性　　　図1！700．Cにおける両系鋼の引張浄化されることから，Cによる　　　　　におよぽすC＾の彫響　　　　　　特性におよぽすC土1｝特の膨榊　　　　（脳第ユ23号）　　　　　　　発行所科学技術庁金属材料技術研究所剰11映兼光行人休　々　木　　　武1r」　　州」奥村印川11株式会杜　　　　　火州川州ヌll1ll〕照2丁［13冊12・1｝酬蝸・い1！53）　　　　　　火京郁千代川1ス1洩平111］．11－1－4　　　　　㌔蜥火＾（03）719－2271（代刺　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　一4一．80 80■1 一‘60 60埣1 ＝’＾、I．1■1・、．、． 140 40’一　’’’ ’’ノ’　’’げガ20●；咀‘o＝］1‘｝＝棚。20一一・＝o．眈’‘I＝腓甘一’一＝抽Ilon　　∩　　n，　n，　n＾呂o ●＝削o1』咀一一’川一昌o’一11‘．眺 ］’’＝…r‘’■：＃ll60 60戸／一、＼40 ・　1 40116 ■■I’ ’、．・・．■‘20 1｛120’好．一o 　　　　　　　　　　　on　n1　n，　n，　n＾