二次介在物の生成メカニズム解明に向けた新しい解析手法の提案(40)とした場合、図6(b)で示す最初に凝固前面に触れたときの固相率fS1と、図6(c)で示す介在物中心位置がメタル固相に捕捉されたときの固相率fS2は異なる。このことは、本手法で求めた介在物中心位置の固相率が、介在物が捕捉された固相率とは一致しないことを示しており、介在物周囲において最も固相率の低い領域(ミクロ偏析の程度が低い領域)が、介在物が凝固前面へ捕捉された位置(捕捉位置と呼称する)となる。しかしながら、本手法では二次元的な情報しか得られないために、分析面に捕捉位置が存在しない可能性があり、本手法のみでは捕捉位置とその固相率を厳密に求めることはできない。一般的に、ミクロ偏析の分布に比べて単独の二次介在物サイズは小さいため、この捕捉位置と介在物中心の差異による影響は無視できると考えられるが、前述のような大型介在物やクラスター介在物に本技術を適用する場合には注意が必要である。また、本手法では二次元的な情報しか得られないが、Serial Sectioning法を適用した三次元的分析への拡張も期待したい。この拡張には作業者の負荷と分析時間の延長が非常に大きな課題となるが、どのような情報が得られるか非常に興味深いところである。図6 介在物捕捉の模式図凝固中に生成する二次介在物制御技術の確立を目指した基礎研究(3)を通じ、SEM-EDS自動介在物分析技術とEPMAによるマッピング分析を組み合わせることにより、介在物情報とミクロ偏析情報の関連付けを達成した。この手法を用いることにより、介在物が凝固前面に捕捉された際の固相率と、介在物情報(位置、サイズ、組成)の推定が可能となり、二次介在物生成の熱力学的解析や介在物の生成、捕捉/排出に関わる物理現象の解明の手助けとなることが期待される。(1) H. Goto, K. Miyazawa, K. Yamaguchi, S. Ogibayashi, and K. Tanaka: “Effect of cooling rate on oxide precipitation during solidification of low carbon steels”, Tetsu-to-Hagané, vol. 79 (1993) No. 9, pp. 1082–1087.(2) T. Matsumiya: “Mathematical Analyses of Segregations and Chemical Compositional Changes of Nonmetallic Inclusions during Solidification of Steels”, Mater. Trans. JIM, Vol. 33 (1992) No. 7, pp. 783-794.(3) H. Fukaya, J. Gamutan, M. Kubo, S. Yano, S. Suzuki, and T. Miki: “Formation Mechanism of Secondary Inclusions in Fe-36mass%Ni Alloy Using a Novel Combination Analysis Technique”, ISIJ Int., Vol. 63(2023) No. 6, pp. 970-980.(4) H. Fukaya, K. Kajikawa, A. Malfliet, B. Blanpain, and M. Guo: “Aluminum Deoxidation Equilibrium of Fe-Ni Alloy at 1773 K and 1873 K”, Metall. Mater. Trans. B, Vol. 49(2018) , pp. 2389-2399.(5) M. N. Gungor: “A statistically significant experimental technique for investigating microsegregation in cast alloys”, Metall. Trans. A, Vol. 20(1989), pp. 2529-2533.(6) M. Ganesan, D. Dye and P. D. Lee: “A technique for characterizing microsegregation in multicomponent alloys and its application to single-crystal superalloy castings”, Metall. Mater. Trans. A, Vol. 36(2005) , pp. 2191-2204.(7) H. Shibata, H. Yin, S. Yoshinaga, T. Emi, and M. Suzuki: “In-situ Observation of Engulfment and Pushing of Nonmetallic Inclusions in Steel Melt by Advancing Melt/Solid Interface”, ISIJ Int., Vol. 38 (1998) No. 2, pp. 149-156.4. 結 言参 考 文 献
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