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坂内 富士男

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[金材技研ニュース 1980 No.4](https://mdr.nims.go.jp/datasets/e284e1ef-0310-4574-bc8e-f910192ca846)

## Fulltext

金属技研ニュース　1980　No.4i①一．ゼEoo一一〇EωEo一垣o］一〇〇〇一〇0＝あ○蜆oo一］o－Eo－ooO］一〇〇’0E0f000眈o〇一一〇〇一〇一眈○眈ωEo．但≧里三…ω…Z－ooω］0f←金属材料技術研究所高磁界特性のすぐれた複合加工Nb．Sn超電導線材の開発　極細多芯形式のNb．SnあるいはV宣Ga高磁界超電導線材の開発は核融合炉マグネットなどへの応用のため強い関心をもたれている。しかし，純ニオブ（Nb）芯と銅（Cu）一すず（Sn）マトリックスを複合加工して作られる従未のNb．Sn線材は高磁界で臨界電流I・が急速に減少するため12テスラ以上の高磁界中での使用に耐えられなかった。電気磁気材料研究部では，比較的安価なNb．Sn線材の高磁界特性の改善を目的として，Nb芯へのハフニウム（Hf）添加およびマトリックスヘのガリウム（Ga）添加の効果を研究した。　試料の作製は，まずCu－SnあるいはCu－Sn－Ga合金マトリックスに純Nb芯あるいはNb－Hf合金芯を挿入した複合体を厚さ約O．25㎜，芯幅約2㎜のテープあるいは，外径O．6㎜芯径約O，25㎜の線に冷問加工した。ついでこれらの線材を70ぴ～80ぴCで熱処理して芯とマトリックスとの拡散反応によりNb．Sn化合層を生成させる。写真に生成さ　　　　　　’胴皿　　7’則れたNb昌Sn層の組織を示…’鰯」Snの生成速慈嚢」一　　　一搬㎞夢漉←Nb－Hf　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Core度が2～3倍　」」10μmに増加し，結写■Nb■5冊／C・■7Sn複合加エ　　　　　　　　　テープの断面組織晶粒の細かい　　　（熱処理800℃X1OOh、）Nb．Sn層を厚く生成させることが出来る。　図にテープ試料の磁界（H）によるI・の変化を示した。Hfを添加するとNb・Snの上部臨界磁界H。・が増加し，従来のNb・Sn複合加工線材（Nb／Cu－7Sn）に比べてI。一H曲線が高磁界側に移動する。また，マトリックスにGaを加えるとI・一H曲線が上に凸となり高磁界におけるI・が増大する。Nb芯にHf，マトリックスにGaを同時添加した試料では，4．2KにおけるH。。が25テスラ以上に達して17～18テスラの磁界中で大きいI。が得られ，さらに，線試料で17テスラの磁界中で1×105A／㎝2以上の大きい臨界電流密度が得られた。一方，上記の元素添加は，核融合炉用などの大型線材で重要な課題となる応力特性の改善にも有効なことが予想される。　本研究によって15テスラ以上の高磁界の発生が容易なNb茗Sn極細多芯線材が作製でき　～る見通しが得られ，｛将来，核融合炉などの開発に大きい貢献をすることが期待され，現在そ　　1O121416182022の実用化のための　　　　　　H（Tes1且〕研究を進めている。図NblS皿複合加エテ■プの　　　　　　　　　　　磁界（H）による臨界電流　　　　　　　　　　　（I。）の変化一1一オートラジオグラフィーによるフェライト系ステンレス鋼の凝固組織　今日一般の家庭の調理室などに広く用いられているフェライト系ステンレス鋼は，薄板に加工する場合に表面にリジングと呼ばれる微細なしわが発生することがある。このリジングはフェライト系ステンレス鋼を製造する際の大きな問題の一つであつ，その発生を防止するには鋳塊の凝固組織を調節することが有力な手段の一つと考えられている。したがって，フェライト系ステンレス鋼の凝固組織を明らかにすることは工業的に非常に重要な課題である。　金属材料の凝固組織を調べるには，鋳塊の断面を腐食することが一般に行なわれている。フェライト系ステンレス鋼では，凝固の際に最初に晶出する部分と最後に凝固する部分での合金元素であるCrの濃度差が非常に小さい。このために腐食のされ方に差が生じにくく，これまでは，腐食による方法では凝固組織を明瞭に顕出できなかった。製鎌研究部では，この顕出困難なフェライト系ステンレス鋼の凝固組織をオートラジオグラフィーによって顕出することを試みた。オートラジオグラフィーとは，試料中の放射性物質の分布を直接写真乳膜に記録する技術であり，金属材料の研究分野では合金元素の偏析状態や拡散現象の研究などに利用されている。　これまでに行った実験では，使用する放射性元素として35Sを選んだ。直径30㎜，深さ100㎜の　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　獣（A）るつぽ中で17Cr鋼を溶解し，Fe35Sの形で少量の35Sを添加した後そのまま冷却凝固させた。凝固した試料の縦断面のオートラジオグラフの一列を写真に示す。Aは原寸であり，BはAの一部分を6倍に引伸したものである。白い部分は放射能がある部分すなわち35Sの濃度の高いところで，黒い部分は放射能がない部分である。写真から，デンドライト状の凝固組織が明瞭に観察される。これまで，17Cr鋼の凝圃組織がデンドライト組織であるかどうか不明であったが，このオートラジオグラフでデンドライト組織が確認できた。　この写真は，添加した3×10■5％の35Sが凝固の際に再分布した分布状態を示したものであるが，Bに示すように，結晶内での微細な分布まで明瞭に示現している。勿論この試料には，O．O08％の非放射性のSも含まれているが，XMAなどの他の手段でその分布状態を正確に知ることはできない。このように，オートラジオグラフィーはその感度がきわめて高く，特に凝固組織の顕出が困難な金属や合金の組織の顕出のみならず，その結晶内における元素の微細な分布状態を明らかにするのにきわめてすぐれた方法であることが分った。　今後は，オートラジオグラフィーの特徴を十分に利用し，金属や合金の凝固組織の改善及び金属材料の品質の向上に役立てたいと考えている。写； 17Cr鋼の凝固組織のオートラジオグラフ一2一X　Y記録データの変換処理システム　研究業務において，実験によって生ずるデータを，XY記録計等を使用して2つの量πとμ（例えば，五：試験片に与える荷重，〃：試験片の伸び）の関係を示す曲線として表現されることが多い。このようなデータに対しては，通常図形の観察や言己録紙上の所要個所の目盛の読みと1）などの簡単な処理法が行われているが，より高度な2次的情報（例えば曲線の傾斜やその包む面積など）が必要な場含には，従来の手動的方法では処理時間が長くなる上に不正確になり易い。　金属物理研究部では，所内における上記のようなデータ処理の要望に応じて，図1に示すような記録図形データの半自動的処理システムを開発した。これは，平板上に置かれた記録紙上を虜由に滑動できる遺尾ヘッドと，追尾ヘッドに圃定された標点の座標位置（π，α）に比例した電圧を発生する装置，記録曲線が複数個あるときに識別する信号を発生する回路，上記信号をまとめて電子計算入力艶形G面琶へ■指榊ス廿図1　図形変換処理システムの構成■■1■凹’’’』■■■■■■1■■■■■一■1’凹’■1■11一■吻■　1　1　　　　■ 一　　’’　　’ 1　　一 ’　　凹 ■　　　　　11　2　345　791215I7機で処理し易い形式に変換するアナログ磁気データレコーダ及びディジタルデータ集録装置，ならびに電子計算機からなる。追尾ヘッドを動かして標点を曲線に沿って動かして行くにつれて，標点の欠，〃座標に比例した電圧信号と識別信号が，別に設けたデータの読取りを指令するパルス記号と共にアナログ磁気データレコーダに送られ，磁気テープ上に言己録される。このデータは同じデータレコーダで高速再生された後ディジタルデータ集録装置に送られ，電子計算機で処理できるような形式の紙テープデータに変えられる。これを予め電算機に格納しておいたプログラムを用いて電算機で解析処理する。320×420㎜2の記録紙を取扱うことが可能で，図形変換機構部の変換精度は20×20㎝2に対し約O．2％である。図2はデータ処理に用いた図形の一例で，荷重試験後の金属試料片の変形状況を記録したものである。図の中で変彩は，あらかじめ等閲隔で五方向に引かれた平行線が縦（〃）方向にずれたものとして表現されている。ここで，データ処理の目的をこの図形の平面内における〃方向の歪ε＝（吻o一地）／吻o（吻o＝変形前の平行線の閲隔，勿＝変形後の間隔）の分布とした。図3はこのシステムによる処理結果で，図2の各格子点（代表的な狽1淀点）の読取音）値を用いて計算された各部分での歪εをz軸方向に表現することによって，前記分布を立体的に示している。　このシステムは，上記のほか，各種のスペクトル波形の解析，金属表面の組織や温度分布パターンの面櫛貝淀など，金属材料の実験的研究に広く応用することが可能である。12㌢23　5791215ユ7　　　　　　工　鰯2　入力図形データ／　　　　　37図3　出力処理結果ε1鍍一3一研究成果の発表1　国　際　会 議（○印は発表者をホす）金属と合金の電子構造に関する国際会議（l1帥155年3月17日一3月2王日，東ドイツ・ドレステ“ン）　発表．諭■文　Seif－Co舶i昌tent　Energy　Band　of　CoAl　　　　　　　o　M．Okocおi註nd　M．L筋如niem1エネルギー製造における液体金属技榊二関する第2圓国際会議　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（昭和55年4月20臼～4月23日，アメりカ・ijツチランド）　発表．；念文　　1）Effect畠of　Ai1oying　Elements　on　Co㎜patibility　of　Vanadium・Base　Bimry　A］］oys…n　Li膏uid　　　　　　　　　　　　Sod…u㎜　　　　　　　oT．Suzuk1，N一玉w日o，T．Kainu㎜a　and　R．Wat帥abe　　　　　　　　　2）Effect昌of亙on・Ha吉ed　Mo］ybdenu㎜on　Compa吉ibi1ity　bf　Vanadium・Ba昌e　Alloys　in　Sodium　　　　　　　　　　　　EWirOnmentS　　　　　　　　　N．Iwao，oT．Suzuk1，M，Fukut⑪mi，T，Ka1㎜㎜a，M．Okada　and　R．W固tambe第4回チタン国際会議（昭和55年5月20日一5月22日，B本・京捌　発表．論文　　王）Crysta…Structures　of　Martensi吉es　in　Ti－Mo－A三A11oy畠　　　　　　　　　貸、Sasano，oT．Suzuki，O，N畠kano　and　H．k…mur刮　　　　　　　　　2）So】id－So1ution　Streng沽eniηg　of　αTitaniu㎜A］］oys　　　　　　　o　H，S田sano盆nd　H．K…mura　　　　　　　　　3）Mechanical　Propert…e昌of　FeTi，CoT…and　NiTi　at　Elevated　Temperatures　　　　　　　　　T．Suzuk…anδoS，Oehara　　　　　　　　　4）Ph芭se　Separ丑tion　in　T…一V　A…一〇ys　　　　　　　o〇一Nakano，温．Sasano，T，Suzuki　anδ潤、Kimura　　　　　　　　　5）A　Metal1urgical　Stuδy　o口S聰perconδucting　Ti－Nb　Bimry田nd　Tem註ry　A11⑪y昌　　　　　　　oH．Wada，K．Tac㍉ikawa　and　R．M．Rose2．春期学・協会発表　　　　学・協会名（口頭）発　　表　　題　　冒贋本非破壌検蛮協会臼本原子力挙会臼ヨ本物理学会本機械学会目　本　鉱　業　会圓本金属学会3．31～4．3　　欠1ヨ舳、高洩磁束の測定（磁化’加古1の角度による影饗）　　析舳童化！製Fe・M－Cr系含金のHe脆化に及ぽす時　　効処理の影饗　　プロトン燃射したFe－Ni－Cr含金のボイド又エリン　　　グ　　過飽和蘭溶体における組成変動の拡敵挙動　　JIS機械構造用炭素鋼並びにCr及ぴCr－Mo鋼の　　1拒曲荷璽疲れ特傍2．少標本疲労データの統喬十解術3－A5083アルミ含金の疲れき裂伝ぱの遅延挙動に与え1　　　る圧締過大荷璽の彩響垂．溶接継手の疲れ特性に与える馳朝的単一過大荷重の11．2．　　　　　　　　　13・　　　　　　　　　　ll、．3一、一5：1　　　　　　　　　　2．3．硫化鋼の陽極酸化における硫黄・芦閲．生成物の薄層ラジオクロマトグラフィによる検出熔鍋中のZn，Pb，Snの揮発速度振動電解槽の設喬寺S．／CuSによる水溶液巾の水錐の艦換除去振動槽による蜜司の連統電解採取S「こよるフk溶液申の水銚の電解除一去棚変態拡散理論における勾配エネルギーの役藷1」変調構造を含む含金州耐’スウェリング特性についてN1・Cr・W・Nb系含金の1000℃における組織変化担些研究部材’糊一強さ原子炉材料〃金属物理疲　　　れ〃〃〃金属イヒ学製　　　錬　　　〃　　　〃　　　〃　　　〃金属物理　　　〃鉄鋼材料日本金属学会 4，3～4－5 4．Fe・Ni・Mn等溢マルテンサイトの電搬観察 非鉄金属材料5．Fe・Ni・Cマルテンサイトの逆変態の電顕徴察 〃6．商漱変形したCu－10at％A1蝉．結書＝養，の転位鱗造 〃7．P／M－Moの圧、延およぴ再緒晶集含組織におよぽす 〃結晶粒度の影饗8．非縞質T1帥Be柵Zr，o含金の結総化挙動 〃9．加圧水素雰囲気呼IでのX線固折 〃10．FeTi稲の水素化特性におよぽす駿化物の影襟 〃1ユ．加圧水素雰閾中X線鳳折によるMg1N…の水素吸蔵 〃と捌兇水素遡概について12．V畠Ga複含力1］工、多芯線の趨電導特怖 電気磁気材料13．複含加工一外普1三拡散法によリ作製したNもヨSn趨 〃電導線材14．粉末法によるNb系趨電導化含物線材の作製 〃至5．非縞質Tb－Fe薄膜における磁気不安定慨 〃16．中性予照射したモリブテ’ンの引張強度とマイクロ 1募一チ匁1…材料・破さの関係呈7．申性子燃射したモリブデンの引張延性とマイクロ 〃破さの関係18，MoおよびTZMの微鑑酸素を含む高溢Heガス 〃ならぴに糞空中における機械的催質の変化19．MoおよびMo含金の商溢Heガス共存憧に及ほす 〃前処理槻度の彩辮20．Pd，Fe，Ni，CuおよびAgの…蟻膜を蒸満したタン 金属化学タルの水繁吸収遼度2ヱ．商速弓1張蕎式験による熱帥口工惚奮榊iについて 金属加工22．ステンレス鋼の高漱における不純物の表櫛偏析 腐食防食23．Ni姥耐熱含金上のAlおよぴCrの拡敵浸透被鞭 〃層の組成と構造目本鉄鋼協会 4．3～雀、5 王．二梱ステンレス鋼におけるσ棉生成およぴ耐孔食 鉄鋼材料性におよぽすMoの影襟2．γ’析出強化！製Ni基耐熱含金の高瀞特性に及ぽす 〃炭素鐙の彩響3．鋼の焼入性に及ぽす熱1舳11工綴騰の影響 〃4．インコネル617の高溢水蒸気中腐食 原乎炉材料5．ハステロイXRの逮元ガス中における水素透・過 〃6，H皇・ArプラズマによるCaO－Si0・・Fe0（80％）系 製　　　　鋏溶融スラグ中のFeOの遼元7．S趾ur　Decoration法による高槻酸化スケールの 腐食防食保護惟の評悩8，JIS機械構遺用Mn鋼の疲れ特惟 疲　　　　れ9．釜1珂の疲れ隈度を定めている欠陥の大きさの推定 〃1O．ボイラ用炭繁鋼板SB49の高雌低サイクル疲れ寿 〃命1玉．SB49，SBV2，SCMV4NT，STBA25及び26の・長 ク　リ　ー　プ同寺閥クー」一プ破断データの評悩（金材技研における長時1’湖奮式験テし夕・XX）ヱ2、夕一ビンケーシング用1Cr・1Mo・％V鋳鋼のクり 〃一プ破断テLタ（金材技研における長時間葦式験テL夕・XXI）正3．NRIMクリープデータシート試験における瀞度監 〃槻及びクリープイ申ぴ湖11定システム14．NR玉Mクリープ破断データ解析のためのプログラ 〃ムノ｛ツケージの1事男発一5一2．3．4．5．6．　　　　　　　　　　　　　　　　　　　「7低混工学協会5．7～5．9■王　　　　　　　　　　　　　　　　　　　4目本鋳物協会≡5・’ト5・’3≡王寓食防食協会5．22～5．24「至．竺竺」；二；1二；二11；二【特許　紹　介〕　　　　　　　雰囲気流動ダイカスト法発iリ1・諸　　牧1．1利ム1i，有本作．享也，長谷」l1和夫ク｝　イ努　輿召利」ヨ51圭戸7∫ヨ30日　　日召51－25405考’特　11午　；1鮒1，154年6巾4日　第956407号　この発≡リ1はダイカスト鋳造において，溶融金属を鋳込む1隻臓にダイスの分流二r一とスリーブ端との1’舳致から乾燃した不添性ガスまたは空気を送気するか，またはダイスのベントホールからキャビティ内のガスを排気するか，或いは醐者を併用することにより，キャビティ内の雰囲気をダイスの分流・・戸からベントホールの方1fljへ流動させて鋳巣の発生を防．11．1することを特徴とするダイカス1一鋳造法に閥するものである。　一般の・ダイカスト法では、溶融金属を高速，高蝋、戸（・…，一二／；嚇／噸「／プCr　Mo－V垂1－1lの■1舳破壊機椀領域図　　　　　　　1　　〃TM一垂9Ni基鋳造含金の液棚拡故溶桜一一Nij志趨倣　　溶　　　　　芋妾熱介金の拡赦溶接に関する桝究（銚至．轍）一A1－Zn－Mg含金の篭一二」ニビーム溶接’郁における時効　　　　〃高張力鋼溶接葬些影響都における水素による割オし　　　　〃（第・撤）　　　　　　　　　1簑；1ニニ；ぷ二11㍗工1㍍疲”れ鋤蕎一1’汕」法　一第2轍　スプレー冷装した導斑一1喋格1・戸による帷一　　　　　　1溶擁継・芥の疲れ強さの変動の1二婆■大1について　　i　　〃■第2激ガス’メタルア…ク漆接締の場含■1NRIMクゲープデータシート試験における304鋼■クり一プ溶接舳洋の高淋引帳特作　　　　　　　　　　　1Nb畠Sn子夏｛チ’幽1葱j尊赤泉材’のストレス勾j一梁　　　　　　　　1乍蟹タモイ滋会モ才オ’奉斗互n畠itu川；I！V宜Ga線材の趨斑導特作と機械的、1式験　　　　〃複含加］．二一外翻三物：倣法によるNbヨSn趨室置導線材　　　　〃浸透法によるNb系趨｛’猛導｛ヒ含耳勿示泉材の青／．…製　　　　　　〃水縦CO・榊における竹材及ぴ粘締斉3』の狸収1金鳩加二「二1・1享生についてSUS304ステンレス舳硫駿■食塩水溶液におけ1鉄鋼材料る応力腐食綱れ伝壬番燃㌃㍗lllぶ㌶童杉琴響∴ニイオンプレーティングによるモりブデンのケイ化…豚チ幻ヨ材料物被微材の商榊熱安定作　　　　　　　　　　　≡　　　　　　　庄で鋳込むため，静．．1士1状態にある金型キャビティ　　　　　　　内のガス及び鋳造蹄に離型剤の燃焼，分解により　　　　　　　、急激に発生するガスを溶融金属に巻込み鋳巣欠陥　　　　　　　を発生している。この防止対策の確立は侵年の懸、　　　　　　　案である。　この発明は，溶融金属を鋳込む直敵に，送気，排気または両者の併用によって，キャビティ内のガスにベントホールの方1’fl1への流動慣性を予め与えておき，鋳込みか行われた際に，ガスがベントホールの方肉に逃散し易い条件におくことによって鋳巣を防止する方法である血この発明を実施するための装滋は極めて腕易であり，現用のダイカスト機に容錫に適用することができる。しかも，この方法の利用により鋳巣をほとんど皆無にすることができる。従ってダイカスト鋳造品の信頼性の1’ll1上や用途の拡大に賞献することが期特されるだけでなく，硯荻すでに槽当の成果をあげっつある。命短　信φ⑧所内公闘　苓斗学技術遡閥（昭和55年雀♪＝114日～4月20日）行．［終として、次のとおり一般に公閉し，研究業務及び設燃の紹介を行ないます。　本所（硝臭）昭和55年4月ユ7日㈱　工3時一工7時　筑波’支所　　昭和55年4削8日㈱　m痔～16時⑧海外出張　岡田雅年　／蒐子炉材料砺究部第2研究室疑　核融合材料研究の状況調査のため，昭和55年3月1日から昭和55年3則舶までアメリカ合衆国へ蝸長した。編一集兼発行人1≡r］　　　　届1」　遜■巻　第256号　　　　　　坂内篤’＝1一、男株式会社三興1三1］刷東京都新宿区信濃町i2　　　’東京（03）359－3811（代表）発行所　科学技術庁金属材料技術研究所　　　　　　　　東京老胴黒区中§一黒2丁目3番12号　　　　　　　　電話　東京／03）719－2271（代表）　　　　　　　　郵便番号　153一6一