不動態被膜を有する鋼への大気圧プラズマジェット窒化の最適化

摘要

オーステナイト系ステンレス鋼はその優れた耐食性から，化学プラント，厨房設備，輸送機器の車体や部品，建築資材，医療器具，装飾品などに多用される極めて汎用性の高い鉄鋼材料である.しかし弱点として強度の不足が挙げられ，これがさらなる技術開発の足かせになっている.この状況を改善すべく，オーステナイト系ステンレス鋼へ窒素ドービングを行い，高強度の拡張オーステナイト相（S相）を表面に形成する研究が世界中で行われている.ステンレス鋼表面へ窒素原子をドーピングする際には，窒素拡散の妨げとなる不動態皮膜を除去する必要がある.この理由からステンレス鋼の窒化には主として低圧プラズマが用いられ，イオンスパッタリングにより不動態膜が除去され，その後窒素ドーピングが行われる.%Since passivation film of stainless steels inhibits nitrogen diffusion, we have to remove it before nitriding. Although the original atmospheric-pressure plasma-jet nitriding utilizes reduction by hydrogen, the addition of hydrogen decreases NH production to make the hard layer thin. In this study we changed the hydrogen flow ratio during treatment to achieve the passivation film removal and NH production. As a result, we have formed a thick and uniform hard layer on the stainless steel.