傾斜機能化材料の具体的な方法ってなに～？

とも · NG

傾斜機能で、ころをつくろうか思ってるんですけど、
どのようにしたらいいのですか？
めっちゃ困ってるM１の冬。

**名無しさん＠１周年** · NG

粉末冶金

4 · NG

溶射、拡散浸透処理
粉末冶金なら、SPSかHP辺りかな？

どんな形状、寸法のものをどんな材質の組み合わせで作りたいの？

とも · NG

名無しさん、4さん、書き込みありがとうございました。
私の作りたい試料は、直径12ｍｍ、高さ12ｍｍの円柱です。
材料は実は鉄なんですけど、外側と内側で、組成を徐々に
変えたいのです。鉄なら、わざわざ粉末で作ることはないと
思うんですけど、こんな時はどうしたらいいのでしょうか？

**Nord** · NG

遠心鋳造で逝け

**名無しさん＠１周年** · NG

アルミならともかく鉄の遠心鋳造は辛いだろうな。
２相じゃなくて傾斜の理由は何じゃ？＞１

**3の4** · NG

うが～、名前間違えた。

良くわからないけど、インタースティシャルな軽元素を入れるんだったら、拡散浸透処理
（浸炭処理とか、パックセメンテーションとか）で良いと思うんだけど。
何を、どの程度入れたいかによるんじゃない？
もう少し詳しいことが分かれば良いんだけど。

ころなら表面のCを上げたいとかそんな話じゃないの？

ところで
>6
何で、アルミは簡単で鉄は辛いの？
よろしければ教えてください。

**名無しさん＠１周年** · NG

融点がまるで違うっしょ。
鉄基合金を溶融or半溶融状態で高速回転する炉は高価だから。
素人が自作したら危険すぎて怖いです。死人が出ます。

１はＭ１だし、そこらへんにあるものを利用するしかないだろうね。
７の言うように浸炭処理とかを考えた方がいい。
傾斜機能材というより、表面処理だが。

**7>8** · NG

あ～、そういう意味ですか。納得。
私の知っている炉では、遠鋳するときは、鋳型が回転するだけで、炉体は固定されているのですが、
ハンディな炉では、炉体が廻るものもあるのでしょうか？

実は、もっと、鋳造学的意味で考えて、首ひねってました。
Alの方が湯廻り悪いし、引けも大きいんで、難しいはずですから。
工業的には、Fe系の遠鋳なんて珍しくないですけどね。メーター寸の圧延ロール
とかでもぶん回して作ってますから。

とも · NG

　書き込みが不十分で申し訳ありません。組成を変えたいという
のは鉄の中に入れるＭｎの量のことです。私の使っている試料は、Ｍｎ量
が約１３％ほどのハッドフィールド鋼です。
　ハッドフィールド鋼は、加工硬化によりマルテンサイトを誘起
します。Ｍｎ量が外側に偏って分布しているとどうなるのかを知りたいのです。
ここで、Ｍｎ量によるマルテンサイトの変態量を文献で見つけましたが、その文献中のＭｎは、
ころに均一に分布しているのではないかと見られます。我々の今までの試料は、ほぼ均一に
散らばっているものを扱っております。そのために、傾斜機能化、ないしは組成の偏った
分布を考えたいのです。ところが、ある程度のＭｎ量をもつ鋼の水靭処理をする必要がある
（安定オーステナイトにするため）ので、最初の段階で、ある程度含ませる必要があります。
だから、熱処理の前後で、組成がすんなり変わることはないと考えております。
ところで、質問なんですけど、拡散浸透処理は、具体的にはどのように行うのでしょうか？

**名無しさん＠１周年** · NG

Mnの拡散浸透処理ってのはちょっと聞いたことないです。

C,Nのような鋼の表面改質元素とか、Al、Crぐらいです、自分が知ってるのは。
CはCOガス中で熱処理するのがポピュラーだと思います。
Nは良く知らないです。
Alのパックセメンテーションは、ハライド中に埋め込んで熱処理します。

スパッタでも、溶射でも、クランプなどによる接合でもなんでも良いので、ドーパント源を付けてやって
熱処理して拡散させるのが基本的な考え方だと思います。
熱処理時間は、Fickの式を解いて求めれば良いですが、概算なら、Einsteinの式から見積もってやれば良いと思います。

どちらかというと非鉄が専門なんで、鉄系の話は良く分からないところが多いのですが、
Fe-Mn系の場合、10%Mn以下はα相の安定領域じゃなかったですか？
安定オーステナイトにするとありますし、ある程度のMn量というのは、
これを超えられる量と解釈すればよいのでしょうか？
バルクに10%程度、外周部で13%程度の組成のHadfield鋼を作りたいということでしょうか？
ちなみにC量はどの程度ですか？
組成に傾斜を付けたい理由が良くわからないのですが、何故でしょうか？
マルテンサイト変態だと体積収縮するから、外周だけ大きく収縮すると引張応力が発生して
割れ易くなりそうな気がするのですが、そういったことは問題にならないのでしょうか？

**名無しさん＠１周年** · NG

へー、面白そうなことやってるね。
MnとFeでは比重も近いし遠心鋳造は無理だな。
となると１１の言うように表面にMnをくっつけて拡散が妥当やね。

どう条件を変えてもうまい具合に勾配が付かないのなら
層状に組成の違うモノをくっつけて熱処理という手もあるよ。

粉末冶金でも似たようなことはできそうだけど、
直径12mm高さ12mmのなかにうまく粉末を配置するのは大変だね。

とも · NG

名無しさん、ありがとうございました。
拡散浸透処理は、拡散係数の低さと温度の条件を考えたところ、
非常に難しいと思いました。それならば、プラズマ溶射を考えた
ところ、Ｍｎにはハイカーボンをできるだけ入れたいのですが、
5000K程度だとハイカーボンが吹っ飛ぶ可能性があるので、
ＭｎとCが一緒に引っ付かないと、加工硬化能がないので、この
話を打ち切りたいと思います。ありがとうございました。

11 · NG

ああ、Mnの拡散データ今確認したけど、1200℃でも1000hrオーダーの処理時間が必要だね。
確かに現実味薄いね。
Mnを溶射して、カーボンは後から浸炭処理したんじゃ駄目なのかな？
カーボンの拡散ならインタースティシャルだから現実的な時間が出てくると思うんだけど。
ただ、溶射だと真密度にならないのが問題。

本人に関心が無くなったんじゃしょうがないけど、まだ手は有りそうな気がします。
素直にやるならSPSかなあ。
コアに低Mnの鉄柱入れといて、周囲に高Mnの合金粉を配置すれば、可能だよね。
密度差が大きくてプレスしにくければ、コアの鉄柱を低密度プリフォームにすればいいし。
プロファイルの連続性が重要なら、熱処理すれば良いし。

島根、名古屋、筑波あたりの工業試験場にはSPSのテスト機があったと思いますが。
保形と焼結さえできれば、粉末プレス成形品を焼結しても良いしね。

ところで、「ハイ」カーボンって特別な意味あるの？
単に高濃度にCを入れたいっていうニュアンスで解釈したんだけど、間違ってる？

**もんもんもん** · NG

多分プラズマ溶射念頭に置いてるとおもいますが、同じ溶射でも
プロパン等の燃料を使用したHVOF(高速フレーム溶射）で還元雰囲気下で
プリフォームしてやればカーボン％損なわなずに気孔度数％程度のものが
できる可能性あるよ。
各組成で積層させてもいいし、拡散浸透も可能かな。（この場合気孔あるのが
好都合になるかも）
上の発言にもあるとおり、ＳＰＳでほぼ無気孔なバルク成形品できるでしょ？
φ１２＊１２Ｌであれば十分世の中に存在する機械設備あります。

**もんもんもん** · NG

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　↑
Φ12*12Ｌの形状は十分世の中に存在する設備で加工可能です。

**もんもんもん** · NG

フレーム温度は2000度前後です。この場合パウダーはＩ／Ｍ法によるかＭ／Ｍ法
によるか製法わかりませんが粒度にりゅういしたほうがいいよ。