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[NRIMNews1983-07.pdf](https://mdr.nims.go.jp/filesets/f3b76f9c-3112-47e6-9658-f9f94ae52acb/download)

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越川 隆光

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[金材技研ニュース 1983 No.7](https://mdr.nims.go.jp/datasets/69fda69a-efd7-4a5c-996a-ab8413848f58)

## Fulltext

金属技研ニュース　1983　No.7i①一．ゼEoo一一〇〔ωE0‘ρ○コーooo一Φ“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≧聖三…ω…Z－ooω］0f←‘1金属材料技術研究所超電導・極低温材料分野の開発と国際研究協力日仏間では人的交流を具体的に検討　日仏科学技術協力の一環として，昨年秋，超電導・極低温材料分野の研究協力が発足し，当研究所とグルノーブルの研究所との間に人的な交流計画について具体的な検討がなされた。グルノーブルはアルプスのふもとの美しい環境にあり，強磁場研究所，極低温研究所，磁性研究所，原子力研究所のほか，仏・独協同のマックスプランク研究所，仏・独・英協同のラウェランジュマン研究所等が集中している。強磁場研究所では1万kWの電源とポリヘリックス型の常電導マグネットを用いて25テスラの高磁界を発生しており，最近，超電導マグネットの利用も盛んになっている。また，極低温研究所では，超流動冷却技術，磁気冷凍技術等で世界をリードする研究成果をあげている。　超電導・極低温の研究分野は，冷凍技術，マグネット技術，材料技術に大別される。フランスとわが国を比較すると，これらの分野でそれぞれ一写真1　フランス・グルノーブルの研究所。長一短があるので，両国の研究協力は双方のレベルアップに役立つ。フランスは先端技術開発に強い意欲をもっており，また，グルノーブルにはレベルの高い研究所が集まっているので効果的な研究交流を進めることが出来るであろう。今後この分野における両国の研究協力の拡大が期待される。　次に，西独では各種の超電導の応用研究のほか，超電導材料についても材料科学的な研究を活発に行っているので，超電導材料，極低温構造材料の分野において日独問でも有効な研究交流が行われよう。来年，この分野で日独ワークショップを開くことが提案されている。　このように仏・独両国ともに超電導・極低温分野で積極的な研究開発を進めているので，今後わが国においても仏・独を含めた欧州諸国と緊密な研究協力を行いつつ一層の努力を払う必要があろう。写真2　グルノーブル強磁場研究所の超流動ヘリ　ウム冷却14．5テスラ超電導マグネットの運転。1高磁界超電導線材に．関する日米研究協力が活発化一世界最大のミラー型核融合装置に当研究所の線材が実用一　日米問の核融合研究協力の」環として，高磁界超電導線材に関する，第1回日米ワークショップ（1980年，東京）に続き，本年5月，サンジェゴで第2回日米ワークショップが開催された。　米国では，トカマク型及びミラー型核融合装置用に大型超電導コイルの製作と試験が進められている。既に，オークリッジ国立研究所にはトカマク用大型コイル試験装置が設置され，米国，日本，EC，スイスの国際協力で製作される6台の大型超電導コイル（1台の重量約40t㎝，最大磁界8テスラ）がもちよられて，各種の試験が行われることになっている。わが国の原子力研究所が分担したコイルは既に国内試験に成功し，昨年秋，先頭をきってオークリッジに搬入された。　一方，ローレンスリバモア国立研究所では，図に示したような，各種の超電導コイルを組合せた，世界最大のタンデムミラー型核融合試験装置（MFTF－B）を建設中である。この装置は，全長52mに達し，最高磁界部分の翰筒コイルの中心磁界は12テスラである。最近、この装置の軸筒コイルに，当研究所が開発したTi添加Nb3Sn極細多芯線材が使用されることになった。線材重量は約9tOnであり，化合物超電導線材がこのように，多量に使用されるのは世界ではじめてのことである。Nb．Sn線材は比較的安価であるが，従来のものは高磁界での臨界電流密度J。の低下が著しいのが欠点であった。ところが，当研究所のTi添加Nb．Sn極細多芯線は，15テスラの高磁界で，従来の線材より数倍大きいJ。を示す。そのうえ，速い磁界変化に対する安定性が優れ，機械的性質も改善されている。今後，ミラー型核融含装置をはじめ種々の用途に高磁界の必要1生が増大するので，このTi添加Nb3Sn線材の応用範囲か広まるであろう。写真には試作したTi添加Nb3S。極細多芯線の断面のユ例を示す。　さらに，高エネルギー加速器の分野でも日米研究協力により高磁界超電導線材の開発が進められている。米国のフェルミ国立加速器研究所では，磁界4．5テスラ，長さ5mの超電導双極及び4極マグネットを約1000台配列した直径2kmに達する加速器が建設中である。日米協力では，更に高磁界の8～10テスラの超電導双極マグネットの開発が取上げられ、」日本側では高エネルギー物理学研究所で試作に着手している。当研究所は，このプロジェクトに協力して高磁界超電導線材の開発を進めている。このような高磁界超電導双極マグネットを製作するには，前述のTi添加Nb3S・化合物極細多芯線材を4，2Kで使用する方法及びNb－Ti系合金線材を超流動ヘリウム中1．8Kで使用する方法がある。当研究所では，Nb－Ti合金にTa，Hf等の重い元素を添加し，更に熱処理と加工を適当に組合せて，1．8K，12テスラで11万A／㎝2と，これまでで最高のJ。値を得ることに成功した。　なお，米国では前述のほか，ブルックヘブン国立研究所，マサチューセッツエ科大学等でも高磁界超電導線材の研究開発が進められている。　このように，日米間では，核融合炉用や高エネルギー加速器用の高磁界超電導線材開発の研究協力が既にハード面においても着手され，わが国の枝術が極めて高い評価を受けているので，今後，当研究所の果す役割りも増大すると考えられる。図　タンデムミラー型核融合装置の超電導　　コイルの配列（全長52m）。写真　Ti添加Nb3Sn極細多芯の断面。芯数331×31＝10，261本，芯径7μm，線材寸法3．0X1．3mm。スポットニュース字宙空間における単結晶の製造を目指す　スペースシャトル内の無璽力下で，　浮遊帯域溶融法　（ソ“一ンメノレチング法）によi）InSbの大漉径単結≡黒1（赤外線検1上燃などに使われる）の作’製笑験が考えられている。現萩その雌備として無璽、カ条件』一ドでの浮遊帯の彬状及びその安定性について，シミュレーションを行っている。　その結果，地、．ヒで’得られるInSb蝋緒≡界1は鍛大随径約4mmで一あるのに対し、無璽力下ではいかなる大’直径のものでも作’製が可能で’あること，また，禰イ寸け，ネッキング，池二債…称一」稚1］なと“の〕〔鳥三＃まよ也」二と歩ミなり高い熟練度を必要とせず，微めて容易であること，さらに地」二て’は得られない円筒，球殻などの形状のものカ｛得られることカ刊努ヨらかになった。そのため無璽力環境は半導体などの大型，縞品位単締［黒。の作製にとって敬めて有利な場・となるて’あろう。　　　　　　　（金属物理研究郁）　　陽手などの軽イオン　　照射下クリープ試験　商逃坤殖炉や核融含炉などの新型炉では，匁ヨ心熾造材料が商エネルキ’一，i制照射線斑の畔1性子蝋射を受けて，材料特性が劣化するという新しい間魑に直繭している。したがって，煩心微造設計のための碓性テ’一タの獲得及ひ一畔］例三二r’貝景射舳㌶に強い新材料の闘発が焦ji舅の急となっている。　このために，当研究所では，［1＝1性二r・照射扱傷をシミュレートするための諸’郁のイオン照射言式験を蹴に行ってきた。最近，特に難しくて他研究機関ではまだ本格的に取組まれていない蝋射下クリープに焦一1一！、（を含わせた蕎武験研究を実施している。すなわち，昭和56年度に貝貴射下クリープ試験糊の夕一ゲットチヤンバーを試作し，これを（株）日本製鋼所の小葦；■！サイクロトロンに接統してその機能を集証するとともに，Fe－N1－Cr　系含金について予備的成果を得．た。蘭召和57年度’には、これに姥づいて外番機を製作したのて’、これを理化学研究所のサイクロトロンに接続し，命年度は燃射試験を始める。今後2ヶ年の計函で小烈サイクロトロンを筑波’支所に設滋し本絡自勺な照射■一ドク■」一プ蓄式験を闘始する予定である。　顯身寸下クリープは，その生成機繊についてもまだ不≡ヨリllな一点が多く，本装概の完成は、この．｛■エの解ilリ＝1及び設著十上必襲なデータの取得に大きな威力を発揮するものと考えている。　　　く原子炉オオ料・棚1：究巷1三）中間層を用いた金属／セラミックス接合の研究開始　金属とセラミックスのそれぞれの長所を坐かした使い方が未来材料として要望されている。この場合，強い接含強度をもった金属／セラミックス被含休をつくることが不可欠の聞趣Iとなる。　幾研究所では「全く慨質の異なる金属とセラミックスカ“，どのような機嫡のもとに糠含可能か」ということに注目して研究を1淵始した。鍛もポビュラーな材料であるFeとA1203　との接合をホットプレス法で試みた。FeとA1203は酸索のないところでは滅接接含しなかったが，FeO（ウスタイト）を［二1」］1’削層としたとき強疲1なFe／Fe0／A1203接含休をつくることができた。このときFe0／A1203界蘭には梱亙拡i枚による菊子しいイヒ含牛勿層カ｛形成さオしるカ｛，Fe／FeO界τ罰iでは秦鮎1j格子の整含性のみで強固な接含が得られた。　　　（科学技術搬興調整徴研究〕フラッシュ溶接部の欠陥の発生原因を探る　フラッシュ溶接で一は，　あたかも溶搬部全磁から火花が連統して発生しているように兇える。ところカ｛，溶李妾普1…には不｛塾紹竃な欠陥カ｛しばしば認められ，このような欠陥の発坐と溶接音［三のある隈らオした音1三分のフラッシュ現象とは密接に闘連しているものと考えられる。しかし，電圧・電流の波形や商逃度写奥撮影のような従来の季一法では局郁フラッシュを検1r賠することが困燃で’ある。　このたび，フォトトランジスタを月ヨい，接触都が溶断するときに発坐するアークの光を電気僧号に変換する渕定法を考案し，各榊：孝料の局普1三フラッシュ瑛象の解析を巡めている。本方法では，溶接1時の板111繭方ifl」約1mmの郷分のフラッシュ現象が検壬．1二｛できる。　その締・梁、局普1三フラッシュの発生ひん度は溶接機の無負荷電圧やプラテンの送り逃度に影耕され、その発坐1’i・ヨ」1鵯が2～50msの純囲にばらつき，フラッシュは層普1三自勺には遮続していないことなどカ刊リヨらかになった。　　　　　　　　　　（溶接研究脇）ハステロイX　R合金の高温構造設計データの整備進む　日’本原予力研究所で’研究閉発が巡められている多則1勺高益、1．ガス実験炉は，一次冷却材のへりウムガス三1．｛口お，■t度95ぴC，圧、力40kgf／cm2を設討条怜として青i棚されている。当併究所はH粥］53年度以来，実験炉剛：オ料として1舳，tヘリウム環境下でのll■；・』’食桃の1‘1」．．1二をはかったノ・ステロイXR合金の800－1000℃におけるクり一プ特・凶三などについて，原研との共1渕研究を行ってきた。　そして，商沿，し榊造設計楕針の確立に一必撲…な設号ト蕎午’容1芯プコイ直やクり一プ嚇成方桃式に娃づいた等時応力ひずみ線図を推ホしてきた。また，’火気司・］とへりウム［1－Iとのクり一ブデータを比鮫して，約王ガ時1’≡＝≡jまでは大きな棚逃がないことを鰍；認した。　本研究で’得られた含蕎十55本，姪べ235，OOO1馴’1冒のクり一プデータを些酬＝究所で1洲発した陶記．、一独度寮1…棚iのためのプロク’ラムパッケージを’≡同いて解桁した。これにより，僧舳坐工学自｛］な立場からの縞淋榊遭設蕎’lIデータの総供がはじめて可能となった。　（クリープ書式験音1∫）　　　　　　　　　　　クリープ受託試験の現況　当研究所は，昭和42年に制定された「金属材料　　の継統37件，新規17件），試験片数503本，延試験披術研究所クリープ試験受託槻程」　（科学披術庁　　時間が王，384，I89時聞で，試験片1本当りの平均訓令第69号）及び「金属材料技術研究所クリープ　　試験時間は，クり一プ試験が5，232時問，クリー試験受託約款」に基づいて，企業等からの委託を　　プ破断試験が2，136時間である。受け，クリープ試験を実施している。　　　　　　　また，昭和57年度については，件数が49件（前　日召和42年度に開始してから昭和57年度まで16年　　年度よりの継統31件，新槻18件），試験片数426本，閻を経過したが、ここでは過去2年聞の試験実施　　延試験時間が1，253，277時間で，試験片玉本当り状汎について報告する。　　　　　　　　　　　　の平均試験時間は，クリープ試験が5，371時問，　受託試験受理状況は下表に示すとおりであり，　　ク；トプ破断試験が2，蜘時間である。昭和56年度については，件数が54件（前年度よ｝）　　　　　　　　　　　　　　　　受託試験受理状混区　　　　　　　　分 42～55年度 56年度 57年度 言十受　理　件　数（件） 105 3 3 1I王ク■」一プ試　　験油、と度別試験片数　（漆）300－600℃601－800℃801～1000℃ 6829790 23｛〕o 呈63至0 721100100小　　計 869 23 29 92王愛　理　件　数（’件） 296 14 呈5 325クり一プ破断言式験淵．度別言式歓片数　（本）300－600℃601～800℃801一至000℃ 2．538　734　465 2018412 10378ユ2 2．842　896　489小　　計 3，737 297 193 4，227含　　討笈　理　件　数（件） 401 17 ヱ8 435試　験　片　数（本） 4，606 320 222 5，148【特許紹介】　　　　　オーステナイト耐熱鋼　　　　　　　　　　　　　（特許士朽願些8－95169）発Eリ1者　山崎遭夫、小泉　裕公　　ムエ　l1召根157年1戸ヨ27日　H召57－4700牢宇　｝＝　■￥書桐］57年12月14日　窮王12608垂号　本発1閑は，化学成分の調整と特殊な熱処理との紺み含せによりクリープ破断強さと同破断仰ぴをあわせて己父良したオーステナイト耐熱鋼である。0．I－0．5％の炭素を含む才一ステナイト垂111葛の炭化物を王00ト王350℃でほぽ完全に固溶化後，850～ユ200℃の第2段園へ移すと炭化物が粒界上に選択的に糊．大不槻貝1jに析±止比粒界割オLカ｛抑綿■」さオしる。本発明は，I〕と同買寺にTiを添力■1しかつ粒弊糊、大不槻眞11析出処理を行うことにより，クリープ破断強さと破断仰びをあわせて改善したものである。また上記組成に更にMoを含有させた琵1詞をも対象とする。本発日帽は600－800℃租度で使用する化学工業畿灘やガスタービンなどの高淋機器材料に応用し得る。命短　信令⑱海外出張　佐藤　彰　工業化研究部第1研究室長　日申科学披術沸力による共剛労究打含せのため，昭和58年6月1日から昭和58年6月夏5日まで，申華人民共和国へ出張した。　太田昭彦　疲れ試験部第2試験室長　金属材料の疲労強度言乎価に関する研究調査のため，昭和58年6月4日から昭和58年7月3臼まで，葵国，フランス，西ドイツ，スイス，及ぴノールウェーへ出張した。⑧人窮異動　昭和58年6月6日付配置換〃昇　任エネルギー機器材料研究グループ第1研究グループ　主任研究官　吉田平太郎（材料強さ研究部長）材料強さ研究部長　金尾正雄（疲れ言式験部長）疲れ蓄式験部媛　西島　敏（疲れ試験部第王試験室覆）　　　　　　　通巻　第295号編集兼発行人　　越」■1隆光印　棚株式会社三興印刷　　　　　　東京都新宿区信濃町三2発行所　科学技術庁金属材料技術研究所菓京都目黒区中目黒2丁目3番三2号電話　東京（03）719－2271（代表）