Fe-C-Mn合金のパーライト変態におけるエネルギー散逸

梅田 岳昌*; Zhang, Y.*; 宮本 吾郎*; 古原 忠*; 諸岡 聡

no journal, , 

共析変態によって得られるパーライト鋼は、フェライトとセメンタイトが層状に積層した微細なラメラ組織を有し、鉄道用レールやピアノ線、橋梁用ワイヤなどに幅広く用いられる重要な鉄鋼材料である。強度特性と大きく関係するラメラ間隔は、パーライト変態の駆動力および成長速度に依存することから、その制御にはパーライト変態の熱力学的な理解が重要である。パーライト変態の駆動力は炭素拡散、界面移動に伴う摩擦、ラメラ界面形成の3つの素過程に消費されると考えられてきた。しかし近年、フェライト/セメンタイト間の格子ミスフィットによって変態時に弾性ひずみエネルギーが蓄積することで、駆動力が消費されることが報告されている。また合金元素を添加すると、界面近傍における拡散や界面偏析が起こることで実質的な変態の駆動力もさらに変化すると考えられる。変態挙動に影響を与えるこれらの現象には未だ不明点が多く、特に成長界面における合金元素の分布を直接観察した例が少なく、さらに上記因子の効果を定量評価した例もほとんどない。よって本研究では、Fe-C-Mn合金のパーライト成長時の駆動力消費を様々な組織解析技術を用いて解明することを目的とした。その結果、Mn添加材では、/界面でのMn偏析によるソリュートドラッグ効果が最も駆動力を消費する大きな要因であることが示唆され、界面移動に伴う摩擦によるエネルギー散逸や、その場中性子回折実験より評価した変態ひずみの効果など他因子も少なからず影響していることが判明した。