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[NRIMNews1964-02.pdf](https://mdr.nims.go.jp/filesets/b9405506-cfef-416b-b2de-0a520933808f/download)

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吉村 浩

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[材技研ニュース 1964 No.2](https://mdr.nims.go.jp/datasets/7f60780c-94de-4e55-8348-50e4bd88bda8)

## Fulltext

材技研ニュース　1964　No.2七〇一．ヒEoo一一〇⊂ωE0箏○コーooo－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］o〕f←【▼L．＿．摩　擦　溶　接　機　摩擦溶接機とは，断面が円形の材料を突き合わせ，加圧下で同転させ，開先面に発生する摩擦熱によってその近傍を直接的に加熱し，回転を停止させると同時にさらに圧力を加えて据込みを行ない溶接を完了させる機械である。　本溶接機は，米国AMF杜製25HC型でその全景は写真1に見られるとおりである。中央が材料を装着する部分で，右側が加圧機構，左側が回転駆動機構である。その性能は，加圧力600～10000kg，回転速度1550～6300r．p．m．で5段ギヤ変速，最大溶接物直径は軟鋼丸棒で約45mnl，加工物保持は写真2に見られるごとく，回転側はコレットチャックで50mmまで，固定側は三方締爪チャックで65加mまで，駆動用電動機25H．P．，油圧用電動機は7．5H．P．，加圧力はスロープ調整可能，溶接サイクルは加工物装着後は全自動である。　この溶接法の特徴は，機械的溶接法のため熱効率が大であること，開先面を密着した状態で自動的に融点近傍まで急速に加熱できるため各種材料の溶接が可能であることたどである。　溶接研究部特殊溶接研究室においては，本溶接機を使用して各種材料の溶接を行たい，溶接継手の性質を調べると同時に，溶接条件についても検討を行なっている。写真1．摩擦溶接機全景写真2，加工物の保持状況1耐熱合金の進歩（5）l1lllllllll1’1l1llllll　Nimonic系合金の再結晶 llllll■11111111111111　前回ではNi－Cr二元合金系の再結晶について述べたので，ここではNimonic系合金の再繕品を検討してみよう。この合金系は電熱線として広く知られているNichro加e合金から発展してきたもので，初期のNimo－nic75はNichromeに0－4％程度のTiを添加したにすぎないが，TiとAlを添加LたものがNimonic80，これに多量のC0を添加したものがNimonic90，さらにM0を添加したものがNjmOn1c100である。そしてTiあるいはA1濃度を次第に高めてきており，CoやMoによる素地組織の強化とγ1相の析出硬化作用の高温側への移動とによって，高温強度を次々と向上させて来たものである。　ところで耐熱合金研究室で発見したNo64BやNo64表5試料の化学組成（％）　　　500550　600　　650　700　　750　800　　850　900　9501000　　　　　　　　　　温　度　1℃〕　　　図7，Nim㎝ic系合金の再結晶進行率BC合金はいずれもBを含んでいる。しかLこれらの強力なNi基合金は多量のAlとTiを含む鋳造合金でおるから強度の冷間圧延を施してその再結晶挙動を調べることは困難である。Bは再結晶に如何に影響するのだろうか。　一方，Nimonic系合金でもNimonic80までは冷間加工が容易であるが，Nimonic　gO以上の合金になるとA1やTiの濃度が高くなるために困難である。また，A1，Tiの濃度を変えたのではCoやMoの添加による素地組織の強化が再結晶温度100OO o■Niohrom直H　Niohrom旧十目宮o ’一Nimonio80系’一・Mm㎝1o80系十目70 6－o　NimonioOO。H　NimonloOO系十目60 ＾■＾Nl［10nlo1OO系・一 NimoniolOO系50 十84030「一2oi10／■ohn∩　【【n　周nn　　伺円∩　7n∩　　7日∩　目nn　　回F∩　OnO　O月n1∩nn試　　料 Ni Cr Co Mo ・1l・i BNichrome 80 20川 ■ ■ 1 一Nichrome＋B 79．8 20 ■ ■ ■ ■0．2Nimonic80系 76．5 20 ■ ■2 1．5 1Nimonic80系十B 76．3 20 ■ 一 2 1．5 O．2NimonicgO系 56．5 20 20 ■2 1，5 一NimonicgO系十B 56．3 20 20 ■ 2 1．5 0．2Nimonic100系 51．5 20 20 5 2 1．5 一NimonicユOO系十B 「51．320 20 5 2 1．5 O．2ットを熱間圧延し，！150℃で2時問加熱後水冷の溶体化処理をLて70％加工度の冷問圧延を行なった厚さ0．6mmの薄板でおる。　これらの試料を各温度に2時間加熱後水冷して得た再結品進行率を図7に示す。Nichrome合金の再結品は約550℃から始まり，この試験条件では650℃で完了する。これに対してBを含むも州ま600℃付近から再結品が開始し，675℃で完了する。すなわちBの添加によって明らかに再結品温度が上昇する。しかしNichrOmeにA1，Tiを加えると再結晶温度は飛躍的に上昇する。すなわちNimonic80系合金はNichrome合金より250℃も再結品湿度が高い。そしてC0を添加LたNimonic　gO系，さらにMoを添加したNimonic100系の1順に次第に再結晶温度が高くたる。進行率60％を再結品温度とすれぼ，Nichf0me630℃，Nimonic80系885℃，NimonicgO系905℃，NimOnic100系925℃となる。一カこれらにBを添加した場合はA1，Tiを含まないNichf0me合金では約25℃高くなるが，A1，Tiを含むNimonic系合金ではいずれも10℃程度上昇するにすぎない。すなわちBによる再結晶温度の上昇は顕著ではたい。それではBによる高沮強度の飛躍的上昇は何に原因しているのであろうか。　再結晶完了以上の高温度に加熱してみよう。実験は1100℃まで行なわれた。そしてBを含まぬ合金はたとえ多量のC0やMoを添加して素地を強化したものでも再結晶完了温度以上では結品粒が逃かに成長し，n00℃では粗大化LてLまう。LかしBを含むものは逢かに成長速度が遅く，1100℃でも細かい組織を示してい乱写真4と5にこれらの顕微鏡組織を掲げておく。Bの結晶粒界の強化作用が如何に著しいものであるかが知られるでおろう。をどの程度高めるかを知ることができない。そこでこの研究では冷間圧延が可能た範囲で取りうるAl，Ti濃度をNimonic100系合金から選び，他のNimo－niC系合金もこの濃度一定となるようにした。そしてB含有の有無とCoやMoの添加が再結晶に如何に影響するかを求めた。表5に試料の化学組成を示すが，これらの合金はいずれ　　写翼4も高周波真空溶製で得たイソゴ110ぴCで2時間加熱LたNimoniclOO系合金（×220）写頁5110ぴCで2時間加熱した　　　NimoniclOO系十B合金（×220）Zi皿c－Ferriteの酸溶速度について　金鰯の製錬過程においては粉体を蝦扱うことが多く，したがって粉休カミ関与する反応の反応速度が璽〕要な閲魎になってくる。例えぱ鉄鉱石の直接遼元の場含には粉鉱の遼災遮度が間魍となり，湿式製錬の場含には種々の粉鉱の水溶液1・1コヘの溶解遮度が間魑となる。　このような粉休が関与する反応において，その速度に影欝する因子としては粉体の形状的な因子と，その粉体が持っている緒■鮒勺困子とを考えなけれぼならない。椀老としては粒度分布，表モ緬稜，集合状態などがあり，後老としては絡子久陥，椿予ヒズミなどが考えられる。これらの因子は粉体を蝦扱う過’樫で剛…歩に焚化することが多く，例えぱ磨砕すると表面検がj1藩加すると剛寺に格予久陥，格予ヒズミも増大する。そこで製錬反応の速度におよぼす種々の膨響を検討する場禽，ごれらの閃予1を分離して考えることが必一要となる。　湿式孤鉛製錬において，熔焼の際に生ずる　Zinc－Fe－rriteは希硫酸に難溶性のため収率低下の原困となる。そこでZ…nc・Ferriteの酸溶速度について検言一’してきたが，　Zinc－Ferriteは生成条俳により酸溶1衷度が異なる。しかしその叢が表面検などの形状困子によるものカ㍉生成条件により格子ヒズミその他の異ったZinc一表ユ　猷　　　　　料はシュウ酸第王鉄を分解，酸化させたものを使用した。それ以外の生成条例・は全く1司一とした。試料の分析値を表1に示す。これら試料の表爾枝は液体窒索の槻度で窒繁Iガスを吸着させるカ法により汲■j定した。また浸1二昌は各囚1争班芋こ養式米；壬O．5gを9％可疏頚菱50ccl1トて’｛覚牟ドし‘なカミらヂ亨なった。浸1土燃果を図1に示す。図からA試料のカがBより溶解しやすいことがわかる。もしごの溶解反応が表繭での災応によって律速され，したがってその表而椥1二比例すると仮定すれば次武がなりたつ。o．石o．5（o．司…　o、ヨo、1o．11一（1－X）％＝1Kま　　　　K＝X・尾・S．　　　X：　　　　主　＝享曼脳1晦階］（min）　　　K：兇糊けの溶解速度定数（min11）　　　s。：最初の比表而籏（m里・9■1）　　　　冶：溶解速度定数（g・miri・m’2）　　　　　　50　　　　　　　　100　　　　　　　　漫出賄1苗〕mill）1ヌ12　Zinc・Ferriteの酸溶速皮1彗O宮o隣旺偶誤Ferrtieが生じたためなのか不酬である。これらを砂ヨらかにするため試料の爽繭穣を測定し，酸溶速度との関係を検蓄寸した。　試料Aは硫酸鉄を熱分解した酸化鉄を使禰し，試料B　ここて1’Kは・爽正繭籏の狽を禽んだ速度定数でま）り，冶はそれを含まない本・来の速度定数で左）る。この武により螂玉図を護ぎ’変えると図2のようになり，80％程度まではlOO目o」課糾60男瑠ξ柵20　　＾宮　　畠表2溶解遼度定数50　　　　　　　　100　　　　　　　　150試料　A　B1曼出酔聞1川111）i蔓11　Zinc・Ferriteの溶鱗　　　　浸出液：9％質里SO』　　　　淺出撮度：80oC近似1杓に11気1線閑係カ㍉荻立する。この傲斜から求めた冶，およびそれと　S。から許鉢した危を表2に示す。虎の値で娩較すると閥試料ともほぽ雑しく，これは試料の酸溶遮度の藩は蝉に爽張1’i検の藻に■lI］来するものであることを示している。すなわち使周弓した鮫化鉄の製法の遼いはZinc－Ferrtieの鮫溶速度に彩欝しない。　　　　　　　　（非鉄金属材料研究部希有金属研究室）一一一3一ヨーロッパ出張の断片金繍化学第3研究室長須　藤　恵美子　エレクトロニクスや電子工業の発達にともない半導体などの新しい竃気材料や竃子炉材料の研究がさけばれ，極微鐙不純物の存在が買。樋となり趨高純度金麟または高純度材料の概究および製造が盛になって来ている。　したがって現在までの舵肌（1C’6）　から笈にPP凸（10■藺）の極微1竃11の不純物の定ま轟1が全成分にわたって確笑にしかも迅速にとらえることが要言蕎されていることが当然である。しかし従来の種々の分析方法ではこの様な極徴＝王蓬二不純物の検出は不可能もしくは因難であった。　近年めざ童しい分析機擬の発腿にともない趨高純度圃体物質哨コの極微鋭不純物の検出，定圭婁＝に対する質貴葦二分析器が登場して来た。イギリスのエレクトリカル．イソダストリーズ杜（AE夏）においては世界でも一番古くよりこの二重収束型質鐙分析籍を手がけ生産L，ヨーロッパ各地および米国，ソ連に於て工場又は研究所で広く使周されておる。　今回本研究所においてもこの機器を設置するにあたりその実地の使用および各地におけるその機鵜の活動状況を視察するべぎ時を与えられ昨年7月末より約2ヵ月問のヨーロッパ1圭1張の禽を得たo　A亙夏の研究所は肩ソドンより約汽車で4時間の工業都市マソチェスターの吟心より更に車で約20分ほどの所にあり，広々としたユニ場地帯にある。マソチェスターは雨が非常に多いところと闘いていたが初めの数日は全くすぱらしい決晴にめぐ童れ研究室の窓からは乎入れの行きとどいた緑の芝草から脊い空えと広がる景色がすぱらしくながめられ日本とのちがいをひLひしと感じさせられた位だった。　朝は8時垂5分むかえの箪が来，夕方は4時半（5蹄になると車がこむので一足早いらLい）いやおう無しに送り返される。ここでは殆んど残薬等ないらしい。研究室には固体用質量分析器以外の質鑑分析計が数台おり，1臼中熱心にそれぞれと取り組んで屠，蹄には私の様に外国からそれをつかいに来ている人が兄える。榔こしおうイギリスのお茶の時間はやはり何をおいても牛煎と午后き・ちんと守られ，ビスケットと共にますます食欲のなくなるおもいではじめのうちはへいこうした。イギリス人はとかく坂りすましているとか冷たいとか云はれるが，この研究所の人は研究室の人々は勿諭毎靭むかえに来てくれる女の運転手の人も交換嬢も実に親切で，あかるく楽しく過ごし得たことは，洋の東醸を問わず，やはり困舎の純朴さからか，いざしらずとにかく何の郷愁も無く　　　　　　　（通巻第62号）　　　　　　　　　発繍集兼発行人吉村浩印　　刷奥村印刷株式会社　　　　　　　東京都予代田区西弔旧1の10　のびのびくらせたことは実に幸であった。土曜，日曜と　続く休費もホテル（家族的な小さなホテルのせいもあっ　て）の主人と奥さんがかわるがわるドライブにつれて行　ってくれたり思出はつぎない。　　イギリスではパーミソガムのニッケル研究断で本機暑壽　により高純度ニッケル中の不純物定鐙をしなかたかの成　果をおげておるが設置してから4年になるとか，研究員　の1キ1にはお嬢さんが1人屠て彼女もずっとこの機器にと　りついおるよし。独乙の分光研究所でも数年になり現在　は窒化物の閲趣にとり組んで屠。はじめの数年闘の苦労　をよく説明Lてくれ，包々とはげましてくれた，いかに　も独乙人らしいあかるい私の2倍もある様な親切なドク　ターを思い出す。スイスのアルミニウム研究所でも高純　度アルミニウム中の不純物の検出に用いている状況がよ　くうかがわれた。ここでは室内の除塵の為のえらく大き　いスリッパが印象にのこった。総じて云えることは何れ　の二［1場でも研究所でも広い部崖に機械が設置されしかも　1台の機滞に少くも3人から4人の人が取りくんでやっ　ていることで，これは私どもにとって一誘うらやましい　ことに恩われ，これでこそはじめて機器が充分にその性　能を発酬十侠るまでもってゆげるものであることをおし　えられた。　　更にもう一つの属白勺としては，最近エレクトロニクス　の分野の発逮による計数衡の発達とX線管球の発逮によ　り高精能の蛍光X線装簡が出来，大いに研究および成分　’i義；理分析縦『に役立って来た。オラソダのフィリップス　社で全魯動蛍光X線分析装鶯PW12王0型の機総について　笑際の試料につき種々の実習を行った。本機籍は現在本　研究所に設臓されたが，これはX線管球王00kvで定牲定　二義胴れにも使用出来，研究ならびに成分管理の丙用に使　用することが土1＝昧る。試料を非破懐のままで贈翁二閉来し　かも化学分析では桝袴に分離關難なものも簡単に定巌出　来ると云う利．点を有する。　　オラソダ人はイギリス人のように舳こ愛楓はよくな　く，むしろ臼本人に似た所がおる様で，なれて来ると大　変親切で，ここで幼かったことは梱矛は物理騒でこちら　が化学墜であることでお亙う童く仕事がやれたことであ　る。爽に熱心にこちらでやりたいことをやらせてもらい　大いに感謝した。　　その他各地の研究所では主として分析室をみせてもら　ったが，さすが古いものを大切にするだけあって古い機　黙を後坐大割こかかえ込んでそれ等の機器にふさわしい　古めかしい豫曝でやっているので新しい機辮を入れるす　きが無い様にみうげられたが，その他の園に藁ると実に　奇麗に広々とみがきあげられた床の上を歩くのさえはば　かる様な所でのびのびと研究している様子がよくうかが　える。そのせいあってか人問も実におおらかにみうけら　れたことは大いに勉強になった。　　仕楽以外にも各地で各璽の人々が非常に灘切にしてく　れ，楓いかけぬ旅慨を味うことが出衆大繍勉強になり，　それがあなたは女であるからだと云われる人があるなら　ぼ，女であることの今迄の数々の不利を一気に挽圓した　様な時を一寸でも得たことを含わせて感謝する次第であ　る。行所　科学技術庁金属材料技術研究所　　　　　　〕哀京糊｛嘗’黒区申目一黒2「一冒300霧≡土也　　　　　　　　　　昌黒（712）3王81（代表）