鋼中におけるタンタル炭化物および窒化物の挙動ならびに熱力学的諸性質について
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概要
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The structure, chemical composition and behaviors of tantalum-carbides and nitrides in steels were studied by means of metallographic observation and chemical analysis as well as X-ray diffraction analysis of the residues extracted from various specimens of vacuum melted high purity Fe-Ta-C, Fe-Ta-N and Fe-Ta-C-N alloys containing tantalum up to 3.16%. The specimens were prepared from forged materials by solution treatment and long time holding at various temperatures from 1000 to 1300℃. The quantitative analysis of soluble-tantalum, -carbon and -nitrogen was also conducted in order to calculate the solubility products of tantalum-carbide and-nitride in austenite. Results obtained are as follows; 1) The precipitates of tantalum-carbides or-carbonitrides were observed predominantly on austenite grain boundaries as finely dispersed particles, while the tantalum-nitrides were precipitated as comparatively large particles. 2) It was confirmed that these precipitates can be quantitatively isolated from the iron matrix by dissolving the chips in 6N-HCl solution at room temperature. 3) The precipitated tantalum-carbide or-carbonitride in these samples were identified to be f.c.c. δ-phase and their lattice constant decreased as the content of nitrogen in sample increased. On the other hand, the precipitated tantalum-nitrides in various specimens were identified to be h.c.p. γ-phase with almost same lattice constant. Intermetallic compound Fe_7Ta_3 was also found in the sample containing tantalum of more than 3%. 4) The precipitated δ-phase was not pure carbide but carbonitride even in the Fe-Ta-C alloys containing little nitrogen and its chemical composition was determined to be TaC_<0.85>N_<0.06>. The precipitated γ-phase was estimated to be pure tantalum-nitride TaN_<0.85>. 5) The solubility products of the tantalum-carbonitride and -nitride in austenite were given respectively by the following equations; log[%Ta][%C]^<0.85>[%N]^<0.06>=-5,800/T+2.02 log[%Ta][%N]^<0.85>=-7,400/T+2.09 6) It has been proved that oxygen has the stronger affinity to tantalum than carbon and nitrogen in austenite. The preferential precipitation of a little amount of tapiolite [Fe, Ta(Nb)]O_2 was recognized in all specimens.
- 社団法人日本鉄鋼協会の論文
- 1968-10-01
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