背景

　窒素は強度を上昇し耐局部腐食性を向上するとともに、オーステナイト相に大きな固溶度を有していることから、オーステナイト生成元素としてのNi代替のためにも有効な合金元素としてよく知られている。ステンレス鋼中に固溶した窒素の役割についてはいくつかのメカニズムが提案されているが、必ずしも明確にされているわけではない。本研究においては、Ni,Mo等の合金元素節減のため加圧式エレクトロスラグ溶解（ESR）装置により溶製した高窒素オーステナイトステンレス鋼および窒素添加したSUS316L鋼における窒素の影響について電気化学的に検討を行った。

窒素の効果機構

　図1はすきまを形成した窒素含有SUS316L鋼の定電位電解後におけるアノード側のバルク溶液中に溶出した窒素のNH3への変換率を示す。このように、鋼中に固溶した窒素のNH3への変換率は窒素含有量とは無関係にほぼ100％である。このことからアノード側溶液中のNH3-N量は溶解した鋼中の体積に見合うだけの窒素量に相当することを認めた。この結果、ピット部のH+をNが消費することによりｐH低下を抑制し再不動態化させるとする考えと一致することを示した。

再不動態化挙動に及ぼす窒素の効果

　図2は窒素添加量を変化したSUS316L鋼および加圧式ESR装置により溶製した23Cr-0/4Ni-2Mo-0.95/1.3N鋼表面をダイヤモンド刃で傷を付け、新生面を露出した後の電流減衰曲線を示す。0.5V(SCE)の定電位に保持した3.5％NaCl溶液中では、窒素含有量の多い鋼ほど電流減衰の傾きは大きくなる傾向を示す。すなわち、鋼中に固溶した窒素は再不動態化を容易にする作用を有することが明らかになった。
　高窒素含有オーステナイトステンレス鋼の耐食性は本研究の手法によって、鋼表面の不動態皮膜破壊後における皮膜の再生過程を測定することにより評価できることを示した。
　今後はCr,Ni,Moの合金元素節減した高窒素オーステナイトステンレス鋼の耐局部腐食に対する窒素の効果機構を解明していく。 　

３．秋期学会報告

　この秋の学協会講演大会の印象としてまず挙げられることは、企画討論会あるいは国際セッションが一段と活発になったことである。討論会の内容も、設計、施工を総合した討論会が当たり前のようになり、また溶解から最終的な材料特性までを一貫してとらえる討論会なども新たに企画された。ユ−ザ−との交流、総合的な材料研究の重要性への認識が深まり、交流の場としての学会の魅力が多くの研究者に理解されてきたことを強く感じた。国際セッッションへの海外からの参加者も目に見えて増加し、アジアの中心的な学会に向けて着実に歩んでいるようだ。これらの学会に金材技研は今秋も１００件を超える発表を行ったが、学会の目指す方向はまさに超鉄鋼プロジェクトの目指す方向であり、今後もさらに積極的に学会の活性化に貢献していきたい。以下に各タスクフォ−スからの発表内容と反響をまとめる。

８０キロ：鉄鋼協会の「超微細粒組織鋼のメタラ−ジ−」討論会に当所は多軸加工による微細化に関して発表したが、この分野の研究は加工技術、力学特性にまでわたり総合的な研究に育ってきている。韓国からの発表もあり、国際的にも非常に活発な研究分野である。 低変態点溶接材料に関する研究では、疲労に対する効果に加え低温割れにも効果があることを発表した。他機関の関心もきわめて高く、溶接変形など応用分野が大きく広がってきている。その他、摩擦撹拌溶接など具体的に検討すべき段階にきたとの感触を得た。

１５０キロ：遅れ破壊、疲労、ナノスケ−ル解析技術の発表を、鉄鋼、金属、機械の各学協会で行った。遅れ破壊の評価指標としてワイブル応力を取ることを提案した。部材形状、応力などの効果を統一的に評価し得る指標として注目を集めた。疲労については、機械学会、鉄鋼協会で８件の連続発表を行い、本プロジェクトにおける疲労研究の成果を総合的に紹介した。水素脆化の影響を克服して疲労強度を２倍にあげることに成功した発表などに大きな関心が寄せられた。ナノ解析研究ではこの分野を先導すべきことを実感した。

耐熱：「国際セッション」、「ボロン」、「高温酸化」、「陽電子消滅／損傷評価」と４つのシンポジウムが持たれ、耐熱鋼研究が最盛期を迎えている感を強くした。当所はこれらのほとんどのセッションで計２１件の発表を行い、最も活発な研究集団としての評価が定着してきたと自負している。中でも耐熱鋼の新しい方向を示すＣフリ−マルテンサイト鋼のクリ−プ特性、いま耐熱鋼分野で注目されているボロンの効果をＴＥＭ、ＡＥＳを用いて解析した研究に高い評価が寄せられた。

耐食：鉄鋼、金属、腐食防食の各学協会に計３１件の発表を行った。耐候性鋼研究は現在の腐食研究の中心課題であるが、Ｎｉを含む鉄さびの有効性は確認され、メカニズムの解明をとおしたＮｉ低減が今後の課題である。この観点で当所の大気腐食モニタリングと、低合金耐候性鋼への添加元素の効果に関する統一的見解、に関する発表は高い評価を受けた。省資源型ステンレス鋼として関心の高い高Ｎステンレス鋼では、かねて懸案であった溶接ブロ−ホ−ルの発生および強度低下を抑える新溶接材料を発表し大きな注目を集めた。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

（高橋稔彦）