水素ガス雰囲気中でのセメンタイト粉末の還元および焼結処理によるFe-C合金の創製

摘要

新鉄源として製造されるセメンタイト粉末の製鉄プロセスへの利用法として，水素によるセメンタイト粉末の還元·焼結を試みた。 特に，セメンタイト庄粉体の還元挙動，および還元鉄の相対密度に及ぼす製造条件の影響に着目した調査を行い，以下の知見を得た。 （1）セメンタイト粉末は，水素ガス雰囲気中にて1073～1273Kで10.8ks以上保持することによりほぼ完全に還元され，フェライトを主体とする鋼組織へと変化する。（2）還元·焼結処理で得られる還元鉄の相対密度は，保持温度が高くなるほど，また保持時間が長くなるほど上昇する傾向にある。 ただし，最終的な炭素濃度がオーステナイトーフェライトニ相域に入るような条件で焼結すると，低温であっても焼結反応が効果的に進行し，高い相対密度を得ることができる。 （3）庄粉成形の圧力を大きくするほど最終的に得られる還元鉄の相対密度を上昇させることが可能であり，最大で95％の相対密度を有するバルク材が得られた。 （4）得られた還元鉄は，焼結温度で存在するオーステナイトが冷却過程で相変態し，室温ではパーライトとフェライトの混合組織を有している。 その平均結晶粒径は約5μmと非常に微細であり，しかも結晶方位がランダムに分布していることが確認された。 なお本研究は，日本鉄鋼協会鉄鋼研究振興助成（平成16～17年度）によりなされたものであり，研究助成に対して感謝の意を表します。