課題番号 ：S-19-JI-0046,　S-19-JI-0050
利用形態 ：機器利用
利用課題名（日本語） ：高張力合金鋼における組織及び時効後析出物の調査
Program Title (English) ：Investigation of microstructure and precipitates in high strength alloy steel
利用者名（日本語） ：雷　喆 1)
Username (English) ：Zhe Lei1)
所属名（日本語） ：1) 日本高周波鋼業株式会社
Affiliation (English) ：1) Nippon Koshuha Steel

１．概要（Summary ）
　超高張力合金鋼は自動車エンジンなどの小型化・高強度化に重要な鋼種である。本研究では、高張力鋼Fe-18Ni-8Co-(Mo, Al, Ti)において、固溶化・時効の熱処理条件を変更させて硬さ調査をした結果、500℃で時効処理の場合、最高硬さが得られた。今回、最高硬さの時効処理試験片について、STEMおよびEDSを用いて、組織観察および元素マッピングを行い、硬さ上昇に寄与した析出物の同定を行った。

Fig. 1 試験材における時効温度と硬さ変化の関係

２．実験（Experimental）
試料の組成は、主要成分のFe-18Ni-8Coおよび微量添加元素Mo、Al、Tiである。真空溶解炉で試験材の20kgインゴットを製造し、熱間鍛造でφ20㎜棒材に加工した。棒材よりφ20㎜×10㎜Lのスライス1枚を切り出し、熱処理に供した。
スライスを800℃で固溶熱処理した後、500℃で時効処理を施した。時効処理試験片より、FIBでTEM観察の試料を作製した。試料作製後、STEM・EDSを用いて、組織観察および各元素の面マッピングを行った。
利用装置：
・FIB
・STEM JEM-ARM200F
３．結果と考察（Results and Discussion）
Fig. 2に試験材のBF像および、Mo、Al、Ti、Co、Ni、FeのEDS面マッピング結果を示す。BF像のコントラストとMoの結果をに対応しており、Moの金属間化合物が析出されたと分かった。Mo欠乏箇所では、Feが濃化しており、さらにCoが均一分布しているため、この金属間化合物はFe-Co-Mo系（Fe2Mo、(Fe, Co）Moなど）ではなく、Ni-Mo（Ni3Mo）としての可能性が高く、今後更なる解析が必要である。
このMo系金属間化合物は、約20nm 程度で非常に微細である。図3の試験材の高分解能像およびSAED像より、この化合物が母相中に多く存在していることが分かる。多量に分散するこの金属間化合物が鋼材の強度上昇（硬さ）に大きく寄与している。

Fig. 2試験材のBF像および各元素の面マッピング結果
　
Fig. 3 試験材の高分解能像およびSAED像
４．その他・特記事項（Others）
本研究（の一部）は、文部科学省委託事業ナノテクノロジープラットフォーム事業課題として北陸先端科学技術大学院大学分子・物質合成プラットフォームの支援を受けて実施されました。透過電子顕微鏡解析において、北陸先端科学技術大学院大学東嶺様にお世話になり深く感謝いたします。

５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
なし

６．関連特許（Patent）
なし