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Laser surface alloying of SUS316 stainless steel with Al-Si; Effect of substrate temperature on structure and properties of modified layer

316ステンレス鋼のレーザー合金法による表面改質; 組織と特性に及ぼす基材温度の影響

Zherebtsov, S.*; 前川 克宏*; 林 照剛*; 二川 正敏

Zherebtsov, S.*; Maekawa, Katsuhiro*; Hayashi, Terutake*; Futakawa, Masatoshi

核破砕パルス中性子源水銀ターゲット容器材料の衝撃壊食に対する耐性は、接触液界面を硬化することが有効である。本報告では、硬化処理技術として、レーザー合金法の適用を試みた。容器候補材料である316ステンレス鋼に対して、Al-Si粉末を添付しレーザー熱衝撃を加えることで表層のみを合金化した。合金層厚さは、約100ミクロンに達し、硬度は基材の4倍程度になった。表層は、組成比の異なる4層から形成された。各層の形成には基材温度が大きく影響することがわかった。この知見をもとに、クラックフリーで硬度を4倍に上昇できるレーザー処理条件を確立した。

The effect of temperature on the structure and properties of the type 316 stainless steel alloyed with Al-Si has been reported in the present paper. It has been found that four different types of structure are formed in the alloyed zone depending on the temperature of the substrate. These structures differ from each other in phase composition, microhardness and relation to cracking. Hard, crack-free microstructures are formed at temperatures of about 350 and 750 $$^{circ}$$C. Maintaining the temperature of the sample at 350 $$^{circ}$$C a uniform, crack-free layer with a high hardness is produced by laser alloying with an energy density of 0.76 W/mm$$^{2}$$.

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