オーステナイト系ステンレス鋼（SUS316）の疲労特性に及ぼす微粒子ピーニング／ガス窒化複合表面処理の効果

摘要

オーステナイト系ステンレス鋼に対して通常の温度（500°C～570°C）で窒化を施す際，被処理材の耐食性低下が問題となっている．これは，基材に固溶しているクロムが窒素と結合し，基材のクロム濃度が低下するためである．この現象を抑制するために，市井らは400°C程度で処理を行う低温窒化法を開発し，耐食性に優れるS相の形成に成功している．また，窒素が過飽和に固溶したS相には圧縮残留応力が生起するため，低温窒化法は鋼の疲労特性改善にも寄与すると期待される．しかしながら，窒素拡散速度の低下に伴う処理の長時間化が幅広い低温窒化法の実用化の妨げとなっている．そこで著者らは，窒化の核を形成させること，および窒素の拡散を促進させることを目的として，ガス窒化の前工程にFPPを導入することとした．具体的には，3種類の窒化温度条件でFPP／ガス窒化複合表面処理を施し，処理温度による窒化層性状の変化について微視組織学的観点から詳細に調べた．また，形成された窒化層がオーステナイト系ステンレス鋼（SUS316）の腐食特性および疲労特性に及ぼす影響について検討·考察を加えた．