核融合応用向けETP銅類似ハイブリッド摩擦溶接の冶金学的・機械的特性調査

レーザー溶接された304ステンレス鋼継手は、溶接中に導入される微細構造の不均一性により、溶接金属(WM)でのひずみ集中と早期破壊を起こしやすい。本研究では、溶接継手の機械的性能を向上させるために、レーザー溶接された304ステンレス鋼板に表面機械圧延処理(SMRT)を適用した。レーザー溶接は、局所的なNi組成の変動、ナノスケールの酸化物粒子、不均一な結晶粒構造を含む複数の不均一な特徴をWMに導入した。中でも、Ni濃度の局所的な変動は、γオーステナイトの安定性を局所的に変化させ、SMRT中のひずみ誘起マルテンサイト変態を促進することで、支配的な役割を果たすと考えられている。その結果、WMは同一の…

• Cu-35.8%Zn二相真鍮に室温回転圧延(RS)を施すと、α/β′相結晶粒が加工方向に伸長し、α粒内に200~300 nmのサブグレイン、100~200 nmのせん断帯、10~30 nmの加工双晶が形成された。
• RSにより降伏応力は93±4 MPaから717±6 MPa、引張強度は332±2 MPaから744±19 MPaへ上昇し、延性は71.0±2.0%から10.3±1.7%へ低下、疲労限度も240 MPaから415 MPaに向上した。
• 350°Cでの後続熱処理で2.2~3.6 μmの方形状結晶粒が形成されα相が再結晶し、引張強度は462~466 MPaに低下、延性は44~45%に回復した。

• タングステン添加量を調整したCu–(CrWx)C相互浸透相複合材料を4種類作製し、W添加量x=10の場合に500°Cで208.27 W/m·Kの熱伝導度と2.42×10^-6 mm3/N·mの最低比摩耗率を達成した
• 室温で39.23–40.44% IACSの電気伝導度を示し、全複合材料で連続的なCuリッチネットワークが維持された

• 金属AMのオフサイト/インサイチュハイブリッド加工を横断的に調査したレビューで、オフサイトはバルク緻密化・均質化・相制御・表面改質、インサイチュは溶融池・粘塑性材料・固化層との相互作用で欠陥や残留応力を改質すると整理
• インサイチュハイブリッド加工の文献はオープンアーキテクチャで二次ツール統合が容易なワイヤベース指向性エネルギー堆積(DED)が主流
• 変形ベースの手法が最も一般的で、細孔閉鎖・再結晶・組織改変・残留応力再配分・機械的性能向上が促進された

• 機械的合金化(25時間)したナノ結晶 AlCrFeCuNi 高エントロピー合金強化材は FCC–BCC 二相構造と平均結晶子サイズ 10.2 nm を示し、マイクロメートルスケールの粒子寸法を維持した。
• Cu–1 wt.% B4C–HEA 粉末混合物を 800 °C、35 MPa の条件でスパークプラズマ焼結(SPS)により固化した。
• HEA 含有量の増加に伴い硬度が 0HEA の 78.8 HB から 20HEA の 138.94 HB へ上昇した。