摩耗特性

オーステナイト系 SUS316L 鋼の高温プラズマ浸炭処理による硬化 9)と、本研究の

SUS304鋼の結果を比較すると、硬化深さはほぼ同じであるが、最高硬さは高温プラズマ

浸炭処理の450HVに対して真空浸炭処理では750HVとかなり高い。炭化物の析出量は今 回の真空浸炭処理材の方が多く、このため最高硬さに差が生じたと考えられる。

図 4.10 Block on disk 摩耗試験における摩耗量と 摩耗距離の関係

1123K-4h 1323K-4h

炭化物面積率と摩耗速度との関係を図4.11に示す。各鋼種ならびに各処理温度いずれに おいてもその摩耗速度は炭化物面積率すなわち炭化物量の増加と共に低下しており、硬質 な Cr 炭化物により耐摩耗性が改善されることがうかがえる。炭化物面積率の低い領域で は鋼種間に差が認められ、SUS444 鋼の摩耗速度が最も大きく、SUS329J3L 鋼が最小と なる。しかし、炭化物量の増加と共に鋼種間変動は縮小し、摩耗速度と炭化物面積率の相 関は良くなる。この点については、図 4.3 に示すように各鋼種の炭化物の析出形態に相違 が あ る こ と と の 関 係 が 考 え ら れ る 。 炭 化 物 量 の 少 な い 領 域 で 、 摩 耗 速 度 が 最 も 低 い

SUS329J3L鋼の炭化物が最も粗大であり、摩耗速度の高いSUS444鋼の炭化物が最も小

さい。すなわち、耐摩耗性と炭化物の大きさとの間に相関があり、粗大な方が耐摩耗性へ の寄与が大きいことになる。このような析出形態の耐摩耗性への影響が炭化物量の少ない 領域で強く現れた可能性が考えられる。炭化物量が少ない領域では相対的にマトリックス の影響が大きくなると考えられるが、二相系が最も摩耗量が少ないことからマトリックス の寄与は考え難い。

図 4.11 浸炭処理材の炭化物面積率と摩耗速度の関係

硬さと摩耗速度との関係を図4.12に示す。各鋼種共に硬さの増加に伴ない摩耗速度は低 下し、SUS304鋼と SUS329J3L鋼はほぼ同一の線上にある。しかし、SUS444鋼は前 2 者の傾向より高硬さ側となる。このようなSUS444鋼の高硬さ側への推移は、浸炭処理中 にγ相に変態した領域がマルテンサイト変態したことに関係するものと考えられる。この 図を先に示した炭化物面積率に関する図4.11と比較すると、SUS444鋼におけるマルテン サイト硬化は浸炭処理材の耐摩耗性の改善に寄与しないことになる。すなわち、耐摩耗性 を改善する主要因子は炭化物であり、マトリックスの影響は小さいと結論できる。