異常X線小角散乱法を用いた金属材料の微細組織の定量評価

Quantitative evaluation of microstructure in metal by using Anomalous Small-Angle X-ray Scattering (A-SAXS) technique

金野 杏彩; 山下 真一郎   ; 熊田 高之   ; 大場 洋次郎  ; 元川 竜平   ; 諸岡 聡  ; 鵜飼 重治*; 橋本 直幸*; 大野 直子*; 菖蒲 敬久  ; 冨永 亜希

Konno, Azusa; Yamashita, Shinichiro; Kumada, Takayuki; Oba, Yojiro; Motokawa, Ryuhei; Morooka, Satoshi; Ukai, Shigeharu*; Hashimoto, Naoyuki*; Ono, Naoko*; Shobu, Takahisa; Tominaga, Aki

二相ステンレス鋼は、オーステナイト相とフェライト相で構成され、靱性, 強度特性, 溶接性, 耐腐食性等に優れるため、化学工業プラントの熱交換器材料や加圧水型軽水炉(PWR)の配管材料等として用いられている。過去の本材料に関する研究から、300度以上の高温で長期間熱時効すると、フェライト相側でCrリッチ相とFeリッチ相に分解し、結果として脆化を引き起こすことが知られている。以上のことから、本研究では、特定の元素(本研究ではCrを対称元素に選定)の吸収端を利用した「元素選択型」の分析が可能な異常X線小角散乱(ASAXS)法に着目し、二相ステンレス鋼の脆化の直接の原因となっている、Crの相分離を定量的に評価するとともに、非破壊による微細構造の定量評価手法としての有用性を検討することを目的とした。

Duplex stainless steels is composed by austenite and ferrite phases, offering superior toughness, high strength properties, good weldability, and corrosion-resistance. It has been used as the heat exchanger components for the chemical industrial plants and pipes for the Pressurized light-Water Reactors (PWR). However, the duplex stainless steels is also known to suffer from the embrittlement due to the phase separation into the Cr-rich phase and Fe-rich one when it is annealed at longer time at the temperature over 300 degrees. In this study, we focused on the Anomalous Small-Angle X-ray Scattering (A-SAXS) technique that can analyze "arbitrary element" by using absorption edge of a specific element and estimated the chromium separation quantitatively by utilizing the A-SAXS method, considering the availability of this new technique as the quantitative and non-destructive analysis method for microstructure in metallic material.