、
メ
。。。 1200Annealing temperature， TjK
1400
Fig.5.8 Relation betwcen anneal ing tempcrature and Vickers hardness in Fe-l vol �I oxide bulky materials fabricated from pow der mixtures mcchanically milled for 720ks using vibration ball mill. The powdcrs(-325mcsh) were subjected to annealing 01' 873K-1.8ks and packcd in stainlcss stccl tubcs under vacuum ， and then the stainlcss stcel tubcs wcrc hot-rolled at 973K to consolidate the powders. Data oi‘
iron and Ftン24masso/clCr-l vol%/Y2Ü3 bulky matcrials fabricated from mcchanically millcd powders arc shown for rcferencc.
1 vo 1% Y20 3合金の硬さ変化を図中に示す. 固化成形したままでは3 熱的 に'y:定な内変化物粒子を添加したバルク材ほど硬くなっており， α粒がこ の)Irflで微細になっている. Cr203， Si02を添加したMM-Fcバルク材では3
��変化物を添加していないバルク材と[1 ïJ伎に似さは辿続(内に低ドしている.
これ は3 これ らの般化物添加lの効民がαJilliの111成長抑Wljに|刻してほとん どないこと を物祈っている. ところがY203， AI203ならびにTi02を添 )111したバルク材で は3 それぞれ約13OOK， 1260K， 1240KまでHv400以
上の向い促さが保た れている. そして， それ以上の向日In温度では3 いず れ のぷ 料 でも急激 な軟化 が認 め られる . ーjj， F c・24m as sりもC
r-1 V 0 1 (Yc， Y 2 0 3介く�の場介3 こ の ような急激な侃度低ドは認められず 3
1500K十J近までH V400以上の促さが保たれている. Y203添加したMM
Fcバルク材についてョ 急激な硬さの低下が起こる前後の温度で焼鈍した ぷ料の光店員およびTEM組織を3 それぞれFig5.9ならび にFig.5.10にm す. 急激な軟化が起こる目下の温度域までは3 約0.3μmの等車rll状α-F c 米同Ii織が維持されている のに刈して， 1373K�1t鈍材(b)ではα-Fc粒は 40μmにまで粕大化している. またョ ここではナノサイズの酸化物粒子 の分散が認められるが3 急激な軟化 の前後でその大きさや分布に大きな
;Çi只は認められない. すなわち， 使さの急激な低下はこのような著しい 粒成長と対応している. Fig.5.11は， MM -Feバルク材の熱膨張曲線を ぷす. いずれのMM-Fcバルク材に おいても3 α→γ逆変態温度は純鉄の 同素変態温度よりも高出側ヘ遷移しており， 逆変態終了温度は急激な硬 度低下が生じる泊度とほぼ一致する. したがって3 基地相の著しい粒成 長は3 α→γ逆変態をきっかけとして生じることが明らかとなった. こ のことを哀付ける事実として， Fig.5.8で示したα →γ相変態のないFc-24massりもCr -1 vo 1 {Yc， Y 2 0 3介金の場介3 このような急激な粒成長は認めら れず， 1600 Kイ、I近の向;1111まで0.4μmの趨微細組織が維持されていた. こ こで山r1すべきは， Y203などの交えi:なr�変化物粒子を微量添加することに よって3 相変態が|白川側に移行することである. Fig.5.12は， YZ03や AI203のα→γ逆変態が顕著に起こりはじめる直前の温度である1223K で等温焼鈍したバルク材について3 焼鈍時間と硬さの関係を示している.
Y203やA1203を添加した試料では36ksの長時間の焼鈍をほどこしても硬 さはほとんど変わっておらず， 1μm以下の超微細組織が維持されている.
Fig.5.9 Optiω1 microstructurcs 01' an Fc-l vol ry('Y2ωbulky materials anncalcd 1'or 3.6ks at 1273K(a) and 1373K(b). Fc-lvol(7f'Y201 powdcr mixturc with 720ks mcchanical milling(-325mesh) was subjcじtcd 10 anncaling oL・持73K-1.Rks and packcd in stainlcss stccl tubes undcr vacuum ， and thcn thじstainlcss stccl tubcs wcrじhot-roI1じd a1 973K to consol idatc thじpowder.
Fig.5.10 TEM imagじS01' an F，心1 vol(lr Y20ヲbulky matcrials shown in Fig.5. (). Thc Jark IïclJ imagc showi ng Jispcrsion of oxidじ. Thc Jillraction pa ttじrn was obta inじJ from thじ SじいじiじJ arじはo!' 1.5�ln l
in Jia mじ1じr.
Heatin 9 rate ; 10Kjs
�31Pure iron I
(ZCコ.2」の
1000 1200 1400
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coz-c=。
Temperature， TjK
Fig.5.11 Dilatomctric curvcs in bulky matcrials fabricatcd from powdcr mixturcs mcchanical1y mil1cd for 720ks. Thc powdcr mixturcs with 720ks mcchanical mil1ing(-325mcsh) wcre subjected to annealing 01' 873 K -1.8ks and packcd in stainlcss steel tubes under vacuum ， and thcn the stainlcss stccl tubes werc hot-rol1ed at 973K to consolidate the powders. Thc rcsults ot' pure iron arc a1so shown in this figure for rcfcrencc.
600�
• AI203ð. Ti02
口 Cr203 • MM-Pure Fe
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Annealing time，t/ks
Fig.5.12 Changcs in Vickers hardness with isothcrmal anncaling of 1223K in bulky matcrials fabricated from powder mixtures mcchanically millcd for 720ks. Thc powdcr mixtures with 720ks mcchanical milling(-325mesh) werc subjected to annealing of 873K-1.8ks and packcd in stainlcss steel tubes under vacuum ， and then thc stainless stcel tubes were hot-rolled at 973K to consolidate thc powders.
この 結果は， Y2 0 3を添加したM M-Fcバル ク材などで3 α→γ逆変態JJA が向温側に顕:ぎに選移する現象が速度論的な問題で はなく、F衡論的な別 象で あることをぶしている. しかし3 このように相変態点がliVMO111ヘ移 iiする似[大lについては， ì(Lに同変化物純子によ る*\'LWピンニン グ交lJ*のみ では説明できず， 本側先ではiりjらかにすることができなかった.
以I �の結束から3 メゾスコピックをイjする超微細机バルク欽のぷ地本11 の机成長は3本11 �ど態によって促進されるものの， Y�O]， Al�O]， TiO�を 添加したMM-Fcバルク欽で はα→γ逆変態がIlI討I�l iI!IJに移行し3逆変態IU
!日Jまで1μm以ドの起微制11組織が保持されることが|リjらかとなっ た.
5. 6 結
じ業月]純欽粉に和々の酸化物を添加lし， MM処則して何られた粉末に ついて3まずMMおよび腕鈍にともなう組織変化を調台し， 酸化物 の分 解 ・ 消火およびr1].析lil不動を明らかにした. ついで MM-Fc粉末を同化成
形して得られたバルク材につ いて， 基地相の結品粒成長挙動を酸化物の rJj.析山本動な らびにα→γ逆変態と関述づけて調査 ・検討し た結果3 以
ドの結論を得た.
( 1 )純欽粉と�g変化 物粒子のMMで は3内部組織のナノ結晶化に伴って
間変化 物粒子は分解する. ただし3酸化物の種類、によって分解する割合は 異なっており3 分解しやすい酸化物を添加したものほど基地のα粒は微 細化される傾向にある.
( 2 )必微細粒欽の組織をIi日日J:.!!�まで安定に保持するためには， Y20ヌや
A120九 Ti02 のように3 ミリングによって答易に分解し3かつ高温域ま で丙fJí'IHしない ような般化物を添加することが有効である.
( 3 )粒径1μm以下のメゾスコピック組織を有する起微細粒のバルク欽
では3 α→γ逆変態にと もなって急激な粒成長が起こる が ， Y�03，
A1203， T i02を添加した鉄では α→γ逆変態が高温側ヘ移行する現象が みられ， 1μm以下の微細!な結品粒組織が逆変態のl直前まで安定に保持さ れる.
文 献
( 1 ) G.K.WilliamSOll alld W.II.IIall ;八cta Mctall.， 1 (195ヌ)， 22.
( 2 )納本実， 日1村今YJ:熱処JI]1， 24 (1984) ， ��4.