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保坂 彬夫

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[金材技研ニュース 1978 No.4](https://mdr.nims.go.jp/datasets/53b0fb5f-f5e5-4742-b8d0-c0db3ea473ce)

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金属技研ニュース　1978　No.4i〇一．ゼE①o一一〇＝蜆⊂○箏○コーooo－o〕0＝あ○蜆oo．］o－Eo－o呵o］一〇〇〕’0E0f000眈o〇一10－〇一眈○眈餉Eo．但≧里三…ω…Z－ooω］o〕f←　　　　　　　　　　　　　　焼　結　鍛　焼結鍛造は有力な素形材加工技術として注目されて久しいが，現在まで大きい進展はみられず，わずかに農機具，白動車などの一部のギャー加工に実用されているに過ぎない。その主な原因は従来の粉末冶金法に比べ工数が多く，金型寿命が短いため，製品コストが上昇し，他の素形材加工技術との競合分野において経済的メリットを打ち出し得ないことにある。強く要望されているのは，安価な原料粉をも含めたこの解決策である。　金属加工研究部では，焼結鍛造のプロセス及びそれによる高密度焼結合金の製造について基礎的データを得るため，写真に示す焼結鍛造装置を試作し，実験を進めている。　この装置は鍛造機とプレホーム搬送機，台車に載せた3基の加熱炉より構成される。プレホームを炉中で所要温度に加熱した後，空気シリンダー方式のプッシャーで鍛造機に送り，型鍛造するが，装置の作動機構には量産性が考慮されている。すなわち図のように1基目の炉①について鍛造が終り，次のプレホームがその炉に送入されると，台金属材料技術研究所写真　焼結鍛造装置造　装　置車が自動的に横移動してすでに別のプレホームを加熱している2基目の炉②が鍛造機前面に移動してくる。そして3基目の炉③まで鍛造工程が終ると，台車が移動して1基目の炉が再び鍛造位置にもどる。このようにして操業の連続化を図っている。　加熱炉は内径25㎜，長さ260㎜の金属炉心管に直接通電，加熱する方式で，最高使用温度1300℃，均熱部～120㎜，不活性又は水素雰囲気が適用される。鍛造機は能力160t㎝，ストローク数60岬．mのクランクプレスである。プレホームは炉から押し出されて約6sec後に鍛造される、、　この装置によって先に開発した「焼結鍛造用含Cr低合金鋼粉」（特許願第135193号）のプレホームを1100℃，6．9×l04N／㎝2（7t／㎝2）で鍛造した結果，焼結材密度比は99％を越え，所期の性能が確認された。一方この装置の加熱炉はプレホームを圧粉体とする粉末鍛造に有効とみられ，現在原料粉とプロセス両面からその可能性を追求している。□　鍛造機プレホームガイド菖国1出101台車レール　　　　　　　　ベルトコンベヤ　　　　　プッシャプレホーム　　図　焼結鍛造装置構造図一1一SUS304鋼のクリープ挙動に及ぼす変動荷重の影響　高温で使用される構造部材は多くの場含に変動荷重を含む条件下で使用されているため，長時聞におよ一∫～変動荷重下のクリープ挙動を明らかにすることが望まれている。しかし，従来の報告はほとんどが狭い応力範囲の短時問のデータについてであって，長時閲の変動荷重クリープ挙動は必ずしも明確にされているとはいえない。　そこでクリープ試験部では，SUS304鋼に問けつ型の変動荷璽を与えてクリープ変形および寿命に及ぼす変動荷重の影響を調べた。試験は広い応力範囲で行い，寿命が短時間から比較的長時閲までのものを含むようにした。　変動荷重波形は負荷と除荷を繰返す間けつ型のもので，変動周期（オ＝左1＋あ）が2～24h，除荷時間（あ）と負荷時問（あ）との比（あ／あ）がO．2～5である。試験槻度は600℃および700℃である。変動荷璽クリーブ試験の最小クり一プ遼度は負荷時間のみに対するひずみの増加率として求め，また寿命は破断までの負荷時閥の総和として求めた。　クリープ変形に及ぽす変動荷重の影響を’＝2h，あμ1竺1の場含について定荷重クリープ試験結果と比較して調べた結果を図1に示す。変動荷重クリープ試験における最小クリーブ速度（6mi、、）を定荷璽クり一ブ試験の最小クり一ブ速度（6m1、昌）と比較すると，600℃・高応力では加速（6mi。、／6mi、昌＞1）がみられた。一方，600℃・低応力および700℃では減速（ξmi・甘／6mi。、＜1）カ｛みられ、その値は応力の低下に伴って零に漸近した。迫20変動荷重クリープ変形の加逮は負荷時の1瞬間塑性ひずみと負荷中のクり一プ速　　　　　　　　　　　　　IO0　　　　　200　　　　3度の増加が原因　　　　　　　応力（N／、宮）　　　　　　　　図1　ひずみ速度比および破断絞■〕　　　　　　　　　　に対する応力の影響100（ 700℃　　600℃ま）o50蝕ヰー蜜＾怒唱〆坤　　　戸　　………o，△変鋤榊匝●，▲定術．1匝o．ξ2－o、 600℃．三 o≡ oo’ω＾」｛劃1．o景達　　　o700℃、一ト和6⑪1nn　　　州n　　　R oし，変形の減速は除荷申の固復ひずみが原因していた。また応力の低下に従って変動荷重クリープ変形速度が零に漱近したのは，応力の低下に伴って1サイクル申でのクり一プひずみが除荷申に圓復する割含が増加するためであった。　また，図1に破断絞りと破壊の形態も示す。破壌の形態は破断絞りの測定点に付けた添字で表わした。Iは粒界破壊，Tは粒内破壊である。高鴻、・低応力では変動荷重クリープ試験の破断延性は定荷重クリープ試験の場含と比べて低下し，破壊の形態は粒内から粒界破壊へと変化した。　高温・低応力での変動荷重クリープ寿命は、同一最小クリープ速度値での定荷璽クリープ寿命よつもみじかかった。これは上述の破断延性の低下と関係していると考えられた血図2はε叩で補正した破断寿命（fR／ε、p）と最小クりrプ速度（6mヨ、）との関係をホす。ただし，加は寿命，ε岬は破断までのクリープひずみである。試験結果は1OgまR／ε叩㏄logさ。i。の闘係を用いて試験方法、試験粗度および試験条件に依存せず，よく整理することができた。ε叩は破断延性と関係するパラメータであると考えられることから，低応力領域を含む変動荷璽クリープ寿命については破断延性を支配する因子も含めて議論されなければならないことが示唆された。　　　　　10ヨミ∵、終弄兀　　　§　　㌔　　舳・・丁丁　　　　一1　　　＼氾　・・、。署糸　　　蓑　　　　＼　　　誉10■1　　　㍍　　　∵　一＼＿　　　　　　　　　　　　　　　　　　　＼lo皿’ヨ　　O1　　　　10筥　　　　10ヨ　　　　10－　　　　　　i彼胸〒ヲ葬命，　圭1〉ε工＝1、　（h）図2　クljrプひずみ（ε岬〕で補正した破断寿命　　と鍛小クリープ速度との関係一2一グラファイト炉原子吸光法による耐熱合金中の極微量銀の定量　高淑環境下で使用される耐熱合金に比較的融、点の低い元素が不純物として含まれると，たとえその最が極微量であっても1耐熱含金の機械的性質に有害な影響を与えることが考えられる。従ってその含有量をチェックしてそれらの影響を適確に知ることが必要である。しかし耐熱含金は種々の高融一1虹金属を多量に含み組成が複雑なのでこれまでの分析法では極微量の不純物を定最するのは難しく，簡便でしかも感度のよい分析法の闘発が望まれていた。　さきに金属化学研究部ではグラファイト炉原子吸光法を用いてニッケル基，コバル1一基耐熱合金中に含まれている鉛とビスマスの定量法を確立したが，今働は機総的な条件繭からみて比較的検討しやすいと考えられる極微鐙の銀を定量する方法について検討した。グラファイト炉原子吸光法は試料溶液をグラファイト炉に注入した後溢度を上げ，乾燥，灰化，原予化を行い原子吸光度を1興淀して目的元素を定鐙する方法であり，高感度な分析法として知られている。この方法を用いれば言式料を酸溶解した後，後1接園的元素を定最できる可能性があるので，煩雑な化学操作を避けることができ，迅速性においても優れている。　実験にあたっては実際試料として多量の高融一叙金属を含むニッケノレ基耐熱含金のNBS349，In㏄ne1738LC，MAR・M246，Udimet　C0263，コノくルト基1耐熱含金のNBS玉68，WI－52，Mo雌ied　S－8工6等を用い硝駿とフッ酸で加熱分解した。まずニッケル基，コバルト基1耐熱合金を酸溶解した溶液，ニッケルまたはコバルトをマトりツクス元素として加えた溶液および酸溶液それぞれに銀を添加した後，．溶液をグラファイト炉に注入し原子化を行い吸光度を測定した。銀の吸光度の変化曲線から最適灰化槻度として500℃，最適原子化溢度として2400℃を一遊んだ。ニッケルまたはコバルトをマトリックス元素として力111えた溶液と酸溶液とで銀の吸光度は同じであった。貝11ち耐熱含金の主成分であるニッケルまたはコバルトは繊の吸光度に影響しなかった。次に耐熱合金中に比較的多く含まれているクロムの影饗について検討したところ，ニッケルまたはコバルトを主マトりツクス元素とする溶液申に30wt％含まれていてもクロムは銀の吸光度に影響しなかった。また耐熱含金中に含まれている種々の高融、1匁金属等の影響についても調べてみると，ニッケルを主マトリックス元素とする溶液にアルミニウム、チタン，マンガン，鉄，ジルコニウム、ニオブ，モりブデン，タンタル，タングステ」ン等の金属が10wt％まで含まれていても鉄の吸光度には影響しないことがわかった。コバルトを主マトりツクス元素とする溶液ではアルミニウムとチタンを除く上記7金属は10wt％まで含まれていても影響しなかった。多鐙のアルミニウムとチタンはコバルトを主マトリックス元素とする溶液で銚の吸光度に対して負の干渉をホした。しかし多最のアルミニウムやチタンを禽むコバルト拙耐熱含金は極めて少ないことから銀の酸溶液を検最線溶液としても実際上間題ないのでこの検最線法を検討した。ニッケル基、コバルト拙耐熱含金試料について検鍛線法を用いて銀を定量したところ標雌添加法による値とよい一致を示した（表）。本法による1鮒熱含金試料中の銀の定鐙下隈はO．005pp㎜であった。　以上のように複雑な組成のニッケル基，コバルト基耐熱含金を酸溶解した後，グラファイト炉原子1吸光法を燭いて極微鐙の銀を迅速に直接定鐙する方法を確立した。表　検1魔圭線法と機準添加法・による分析他の上む較耐熱含金濃　　度（PPm）検髭圭線法　　機準添加法NBS349IncOne1738LCMAR－M246Udi㎜e童　C0263NBS亘68WI・52Modified　S・8160，14　　　　　　0，150，17　　　0，i70，04　　　　　　0．O垂G．09　　　　　　　　0，090．89　　　　　　　　G，910，53　　　　　　0，530，23　　　　　　　　0．22一3一【特許紹介】　　　1」ツジングを防止するフコ；ライト系　　　ステン1ノス鍋板の製造法　　発明者　官地樽文，渡辺　敏，川原浩貨」　　特　許　第8壬7261号　昭和52年3月9日　　公　告　昭5玉一30008　昭和51年8月28日　フェライト系ステンレス冷延鋼板は自動車や家庭用品に広く使用されているが，成彩する際，板の表面に生じるリッジングと呼ばれる特有のしわにより外観の悪一くなるのが大きな欠一叙となっている。　リッジングを防止する方法については古くから多くの研究が行なわれ，川造塊の際に柱状晶の発生を押え，微細なフェライト晶とする方法，（2）熱延仕上げ温度を下げて動的再結晶を行なわせる方法，（3）二段冷延法とか，α，γ二相領域に再加熱する方法などが発表されている。　本発明は0，12％以下の炭素，1卜20％のクロムを含むフェライト系ステンレス鋼，特にSUS430鋼のリッジング防止法であって，α，γ二相領域に再加熱する前に低温側または高測則のフェライト単相域で均一な組織になるまで加熱することを特徴としている。図は本発明による製造工程を示したものである。　二相領域への再加熱によって発生したγ相は，冷却後マルテンサイトに変態する。この変態梱は冷延組織に影響を及ぼし，最終焼鈍工程において再結晶粒がランダム化する。しかし，一般に熱延組織中におけるマルテンサイト相の分布は局所的であり，リッジングの防止にあまり有効でない。本発明の前処理工程を行なえば，フェライト組織の均一化によりγ相の発生も均一になi），従ってマルテンサイト相の分散も著しく改善される。実際，本法で作製した鋼板の引張試験片表廼でリッジングは全く観察されなかった。　　　　　フェライト　　　　　　　■…………η……………………』』一■　　　脱炭焼なましによるフニ［ライト系ステン　　　レス鋼板のリッジング防止法　　発明着　　　　敏，富地博文　　特許第847262号昭和52年3月9日　　公　告　昭5I－29864　昭和5I年8月27日　本発明は高クロムフェライト系ステンレス鋼板のリッジング防止に関するもので，炭素を0．06～0．30％の範囲で含有する1卜20％クロムフェライト系ステンレス鋼板を熱延後あるいは冷延後脱炭処理し，炭素量を少くとも0．12％以下に低下させることを特徴としている。　リッジングが起るのはほとんど高温までフェライト単相であるような鋼種に眼られており，造塊あるいは熱延の際粗大化したフェライト結晶粒は冷延再結晶後もその特徴的な方位配列を維持している。もしこれらの鋼種にα→γ変態が導入されるならば上記の傾r白1は解消され，リッジングもほぼ完全に消失する。　変態を促進させる元素として，すでに1％前後のNiやMnが利用されている。炭素はこの目的のために極めて有効な元素であるが，耐食性を著しく劣化させ，また耐力を上昇させるなど好ましくない影響を与える。しかし本発明のように製造工程の途中に脱炭処理を加えれば，最終的に規格値を満足し，耐食性良好でしかもリッジングの発生しにくい鋼板を得ることができる。図にその工程を示した。　本鋼種はクロムを含むため脱炭処理はやや困難であるが，通常の最終焼鈍工程を多少変更するのみで所期の目的を達することができる。（王）、‘。㍍汰国蕊三氾製　■l1’］二、欄領域ヨヨ111．　　　　　’度　　　　！　　　　　’　　　　　へ　　椛り栂2概　概　フエライト’（2）、才竈二㍍ち1、歴鰍まコH竈　　　工図　本発明による］二桂｛トー製1吊　　　　図本発明による工、程図一4一研究成果の発表国内の春季学・協会発表（口頭）挙・協会名 発嚢期目 発　　　　　爽　　　　　魑　　　　　層 担当研究部葬破壊検壷協会 3．23～3．2垂 1、．削1隻．1無斜角探触子について 材　　強2、垂直探触子のAVGダイヤグ’ラムの蕎’1．蟻二 〃3．プローブ形コイル（一璽政鮒滋）の欠脇インピーダン又特例1 〃応馬物運挙会 3．27－3．30 1．Hg亜Cdl＿、C．2S．4薄膜の等椴エピタキシャル成災 物　　理賃本物理拳会 3．3工～4，3 1．鉛の磁気的棚亙作用一絶対汕1腕 〃2．ユオブ‘斗Iの駿談の拡散におよぽす圧プ〕の影響 〃3．理愁自悩蔓倣材牟1・における千111」れの生一奨条件 非　　鉄1ヨ本鉱錐会 4．3－4．5 1．硫化第玉菱1■司の無電猟斑解における硫鼓1棚胆三成物の灘1弼ラヂオク 化　　学ロマ1・グラフィによる検と1＝12．j…iイ本i疏己重迂．懸…潤ヨ茅ミの1猛イ立湖1』葦逢 製　　錬目本機械学会 4．3－4．6 1．搬れき裂伝ぱが籍、遮破蜘こ移行する条件について 疲　　れ2．7075－T6A1含金の劇1．含せ荷璽疲れ特憎1 〃3．SNCM8鑓の舳含せ布腫疲れ特例1（統轍，1時1蕎」強さの重式験片形状 〃依脅＝性）4．SNCM8鋼の組含せ術醐度れ特性 〃5．疲れき裂伝ぱの遜延現象におよぼす試験，キ’板燦の膨辮 〃6．SUS3旦6翁理の鵬濫狐サイクル疲れ薄命に及ぽす溶鐵毒の非1．1遜の影圭縛 〃員本金属学会 4．4～4．6 1．季覧了一売銚興葦…身司’し式こNi－Ti老チ金1ヰ1のボ’イドのヨ彦，5党 物　　理2．スピノダル分解…製含金薄膜のオ斤組過程と電ニア・線照射効榮 〃3一強磁惟半導体Cd　C・2S“のS咀2蒸気厩≡一CdSe添鐙斗犬態図 〃4．17Cr鋼の再総書蓄集含縦織におよぽすCuおよびTiの毅多辮 鉄　　鋼5．溶融状態によリ急、冷したPd－M－Si含金の組織観察 訓1　欽6．F但一Ni含金のマルテンサイ1・変悠激度に及ぼす緒≡縞粒度，前歪及 〃び逆変態の影辮7．9Rマルテンサイト棚における総葺熱境界の趨微細構遺 〃椿子像による研究8．Cu－37．7挑．％Zn含金のマルテンサイトの逆変態（fct→も㏄）に伴 〃う鞍位の発生9．変彩した〔145〕とω2〕鋼錐総11苓1のすぺり線とセル俄造の舳む 〃1O．α…鰻チタン含金の腫1湘重化 〃1旦、FeT1の水謝汲蔵特一1裟におよぽす熱処理の影徽 〃12．斑解法によるNi一炊繁，繊縦複含材の強度について 〃13．複含加エラーベス型趨斑導線材V／紐一Zrの研究 逝　　磁1垂．改奥された複合力11コニV3Gaの趨電灘線材 〃15．Cu－V－G田含金線材の趨電導特惟 〃16．RC05系化含物の減磁1陶糸泉と磁気クij一プ幽1総 〃17．　18Niマノレニ［一ジ釜1調0）力（勢…J］危憎… 強　　カ18．インコネノレ6王7I＝｛コ析土臼炭イヒ物の級織観察による分析 化　　学19．商圧下における純菱1司の再緒綴及びB但一Cu含金の析舳について 力11　］二20．剤孟鵬瀞水座力下におけるFeCr含金（γ棚）の珂冠惟破壊応力 〃21．馴編笥瀞水圧カ下におけるA1Cu含金の変形挙頚カ 〃22、（Fe莇M1一正）7島SiloB12訓…‘黒I質合金の低溢時効による剤1至織変化と機 材　　強械約惟質目本鉄鋼協会 4．4－4．6 1、窒繁添加2梢ステンレス釧こついて 鉄　　鋼2．商張・力鏑の低疲れき裂伝播蜘変領域での碗厳特燃 強　　力3、商Mn，オーステナイト鉄含金の強度と低徽靱性 〃4．磁恢澱用Fe－13％Mo含金の強度と靱惟値 〃5．MIG溶接したFe－13％Mo含金の強靱1整 〃6．算．…鉛を漉含した遼元銚鉱粉の熱閥成形ブりケットの惟状 製　　鎌7．Al－Ti一（Mn，Si）含金による溶鉄の脱酸と生成する介次物の性質 〃（複合脱駿斎1」の研究一w〕8．低遼允碓・遼テ己鉄ペレットの溶鉄畔】への漆解連度 工薬化9．連続予備脱燐法の数学モデルについて 〃10．園産実周ヨ金属材料の疲れ特悩1試験について 疲　　れ1玉．S25C，S35C，　S45C，　S55C鋼の疲れ強さ 〃12－J互S機’械構遼剛焚素鏑の疲れ特・催長 〃13．SM58Q鋼における登桃的及ぴ微槻自勺疲れき裂伝搬遮度 〃玉4．疲れき裂伝播方式における楕数㎜と△Kth倣との磯係 〃15．』IS機械構遭用炭素鋼の繰返し応プ〕ひず刷臨線 〃一5一目本鉄鋼溺会 4．4－4－6 16一球状黒鉛鋳鉄の疲れき裂伝ぱ特修 疲 れ17．オーステナイト系ステンレス鋼の高温低サイクル疲労におけるき 〃裂伝ぱ速度と疲労籍命の関係18．SUS403－B鋼の高温高サイクル疲れ強さ 〃19．STB42及ぴSTBA12の長時間クり一プ破断データの評個 クリープ（金材披破における長時闘クリープ試験データ・Xn）20．SPV50（60キロ級高張力鋼）のクり一プ破断データ 〃／金材披研における長時闘クリープ試験データ・Xl－1〕21．1Cr－1Mo一×V鋼及び12Cr－Mo－W－V鋼の長時間クリープ破断デ 〃一タの評個（金材披研における長時闘クリープ試験データ・X1V）22．21Cr－32M－Ti－A1合金鋼（管，板）のクlj一プ破断データ 〃（金材技研における長時間クリープ試験データ・XV）23．タービン・ロータ用Cr－Mo－V鋼のクリーブキャビティ 〃溶 接 掌 会 4．4－4．6 I一アークによる溶融の変動観象と溶融池義面上の斑点の挙動 溶 接（第2報）一双極傲タイプの斑点の形成機構とその挙動におよぽす因子一2．拡敵溶接に関する研究（第7報〕 〃一超蜜波探f蕩によるステンレス鋼拡散溶接部の非破壊検登一3．混式水卒プラズマ溶接に用いる溶力日材の検討 〃4．篭子ビーム溶接溶融過檬に関する二，三の実験 〃5．ろう付におけるぬれ性と接蒲強さについて 〃鰯筑化学協会 4．5～4．6 1．フェライト被覆チタン電磁のアノード特恢 腐 食2．Ni－TaおよびNi－Nb合金のアノード特性 〃目本融Eカ技術趨会 5．8－5．9 1．航空機部品の薯故破磁調剤列 疲 れ2．SM58Q調質鋼の巨税的及ぴ微視的疲れき裂伝ぱ速度 〃衝食防食協会 5．18～5．20 1．流適水遼水による配管材料の腐食と分極損碇 腐 食目本材料学会 5－23－5．24 1，SUS3玉6鋼の商温低サイクル疲れ簿命に及ぽす漸増平均ひずみの 疲 れ影饗2．A1含金A5083－0材溶接継手の室温及び低温における破爾の様網 〃嚢本鋳物協会 5．27～5．28 ヱ．鋳鉄における銑鉄接種処理効果の持続性 加 工2．C02凝化水溶徽鋳型の高濃牲質 〃3．発熱自硬水溶姓鋳型の萬温僅質 〃金属塞衝技術協会 5．29－5．3工 1．化学蒸稽法によるモりブデンのSiC被覆 原 炉2．みがき鋼およびさび鋼の化成処理に関する研究 腐 食命短　信禽【所内公開1　科学技術週聞（昭和53年4月17日（月ト4月23日／日〕）行事として次のとおり一般に公開し，研究業務及び設備の紹介を行ないます。　本所　53年4月20日（利　13時～I7時　筑波　53年4刷8引火）10時～互6時⑳海外出張中村恵吉　金属化学研究部主任研究官　高融点金属とガスの反応に関する研究のため昭和53年3月8日～54年3月7日まで西ドイツ国へ出張した。⑧受　焚　ホフマン・アウォー一ド（努カ斑）　亀谷　博　製錬研究部非鉄製錬第1研究室長「鉛の直接製錬のための鉛精鉱の酸化反応機構と懸濁電解」に対し鉛開発協会（ロンドン）より昭和53年1月26日表彰を受けた。　目本金属学会　谷川ハリス費　吉雷進科学研究官「高温用金属材料の機械的性質に関する研究」に対し昭和53年4月4日表彰を受けた。　目本鉄鋼協会　西山記念費　中島宏翼　鉄鋼材料研究部第1研究室長「構造用低合金鋼の変態特性および靱性に関する研究」に対し昭和53年4月4日表彰を受けた。縞集兼発行人熟　　　　扇1」　適巻　第232号　　　　　保坂彬夫株式会社三興印刷東京都新宿藪信濃町12電議　東京（03）359－3811（代表）発　行　戸斥 科学技術庁金属材料技術研究所　策京都目巣区中昌黒2丁目3番工2号　電言舌　東京（03〕719－227工（代表）　郵便番号　153一6一