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デルタフェライトの見られたSUS304部品の各組織中の合金元素について

１．はじめに

　前回紹介したSUS304製部品の金属組織¹⁾には、オーステナイトの他に少量のデルタフェライトが見られました。このデルタフェライトは凝固時にできたと考えられます。
　ここで、溶融金属が凝固する際、溶融している合金元素は偏析する（偏った分布になる）ことが知られています。SUS304に多く含まれているクロム（Cr）はフェライト生成元素で、ニッケル（Ni）はオーステナイト生成元素です。このため、デルタフェライトがある部位はCrが多く偏析していることが考えられます。
　このことを確認するため、今回はSUS304製部品の金属組織について、オーステナイトとデルタフェライトを走査型電子顕微鏡でEDS元素分析（エネルギー分散型X線分析）したので、その結果を紹介します。

２．分析結果

　前回、金属組織観察を行った試料について、電子顕微鏡による観察とEDS分析を行いました。試験機器には最近当所に導入された日本電子(株)の走査型電子顕微鏡 JSM-IT500LAを用いました。
　図1に固溶化熱処理後のSUS304製部品の金属組織の電子顕微鏡像を示します。図において、基地組織はオーステナイトで、細長い組織はデルタフェライトです。図中のオーステナイトとデルタフェライトについて各二か所（①、②）EDS分析を行いました。
　EDSによる定性分析チャートを図2と図3に示します。図2はオーステナイトの結果で、図3はデルタフェライトの結果です。図において、元素記号は検出された元素の種類を表し、各元素が検出された山（ピーク）の高さは元素の量に関係します。図2と図3において、横軸が同じ位置にある元素のピークで比較すると、横軸の値が5.4keV付近のCrKaのピークは図3の方が高く、横軸の値が7.4keV付近のNiKaのピークは図3の方が低くなっています。このことから、デルタフェライトはオーステナイトに比べてCrが多く、Niが少ないことが分かります。
　図2と図3の定性分析チャートからCrとNiを定量した結果を表1に示します。表中の定量値は、オーステナイト、デルタフェライトとも二か所（①と②）の平均を取ったものです。EDSで得られる定量値はあくまでも目安となりますが、デルタフェライト組織にはCrが多くNiが少なく偏析していることが確認できました。



図1　固溶化熱処理後のSUS304製部品の金属組織





図2　図1のオーステナイト組織①②のEDSによる分析チャート（上：①、下：②）





図3　図1のデルタフェライト組織①②のEDSによる分析チャート（上：①、下：②）


表1　オーステナイト組織とデルタフェライト組織のCrとNiのEDSによる定量結果（定量値は①と②の平均、質量%）

オーステナイト組織		デルタフェライト組織
Cr	Ni	Cr	Ni
18.5	7.8	23.9	4.0

参考文献

1) トラブル事例紹介：短時間で腐食したSUS304製部品について
http://www.iri.pref.niigata.jp/topics/H30/30kin7.html

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