過包晶炭素鋼のオーステナイト結晶粒形成に及ぼす燐の影響

摘要

（1）急冷試料：1603Kで急冷した試料では、燐の無添加組織は、γ結晶粒となりその大きさは1mm～3mm程度であった。 Pを1.0mass％、0.5mass％添加した試料の組織は、前者ではデンドライト的な組織、後者ではいくぶhγ結晶粒形成が混じったデンドライト形態の組織が観察された。 従ってPの添加量が多くなると、この急冷温度ではγ相まで完全に変態していないと見られた。 しかしPの添加量が0.1mass％では再びγ結晶粒が観察できた。 （2）空冷試料：1603K以後空冷した試料（pの添加量：0.05～0.30mass％）のフェライト結晶粒へのPの影響を調査した。それぞれの試料に初析フェライト結晶粒界が見られた。 またフェライト粒内はパーライト組織であると見られる。 初折フェライトの領域はP濃度が高くなっていることから、デンドライト樹間がそのまま初析フェライト粒界を形成している所が多く見られた。 （3）γ領域の組織とフェライト結晶粒との対応：デンドライト形態から、γ結晶生成を経て、α形成までの一連の過程を見るために、急冷試料では、オーステナイト結晶粒、およびデンドライト側枝間の距離を測定し、空冷試料の初析α粒の大きさと対比した。 その結果、デンドライト側杖間隔の大きさとほぼ対応する初析フェライトは、0.3mass％pの試料で得られ、それ以下のP濃度では結晶粒は極端に大きくなった。 すなわち、Pの添加量が0.3mass％程度であれば、デンドライト形態のγ結晶粒を形成できる。 Fe-0.5％C-0.5％P合金の状態図明こよると、γ相単相領域が狭められていることから、デンドライト形態が保たれたフェライト結晶粒が形成したと考えられる。 このことよりPの添加量によるγ相の大きさについてもThermo-Calcで検討する。 一方、pを1％添加した炭素鋼にTiも添加した結果、デンドライト側杖の大きさと、初析フェライト結晶粒の大きさはPを1％添加した試料とほとhど変わらなかった。