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2015年1月14日
独立行政法人新エネルギー?产业技术総合开発机构
新构造材料技术研究组合
闯贵贰スチール株式会社

世界最高精度0.01％レベルの炭素定量分析装置「贵贰-贰笔惭础」を开発
－自动车用高強度薄鋼板の開発を促進－

NEDOと新构造材料技术研究组合（ISMA）、およびISMAの組合員であるJFEスチール（株）はこのたび、鉄鋼材料に含まれる炭素の含有量を世界最高精度の0.01％レベルまで定量的に分析できる装置「FE-EPMA」^（※1）を开発しました。従来の「贵贰-贰笔惭础」装置に改良を加え、分析精度を10倍高めることに成功しました。

本分析装置を活用することで、自动车用高強度薄鋼板（ハイテン）開発の迅速化を図るとともに、さらなる分析精度の向上を目指します。

1．概要

鉄钢材料の强度は一般的には炭素浓度を高めることにより増加しますが、一方、炭素浓度を高めると伸び特性が低下し、プレス成型时の加工性が低下します。このため、强度と加工性を両立させるためには、鉄钢材料の中で炭素浓度が高い组织と、炭素浓度が低い组织が微细に分散した复合组织にする必要があります。そして、従来よりも高强度かつ高加工性の钢板を开発するためには、それぞれの微细组织の炭素浓度とその分布状况を従来よりも厳密に制御することが重要です。
　鉄钢材料に含まれる炭素浓度を定量分析するためには、电子线マイクロアナライザ(贰笔惭础)を使用した电子线分析が一般的です。しかしながら、电子线には炭素を吸い寄せる性质があることから、分析の进行とともに分析装置内や试料表面の炭素が试料表面に徐々に堆积して炭素浓度が増大し、分析面积が狭くかつ炭素浓度が低い组织であるほど分析精度が大幅に低下するという课题がありました。
　これを解決するため、「革新的新構造材料等研究開発」プロジェクトにおける「革新鋼板の開発」テーマの中で、NEDOと新构造材料技术研究组合（ISMA）、およびISMAの組合員であるJFEスチール（株）は、鉄鋼材料に含まれる炭素の含有量を高い精度で定量的に分析できる装置「FE-EPMA」の開発に取り組んできました。本開発装置では炭素専用の検出器を3台組み込み高感度化を図るとともに、炭素の堆積を抑制する機能を複数具備させました。これにより、従来は炭素含有量0.1％レベルまでだった定量分析精度を、世界最高精度の0.01％レベルまで10倍高める事に成功しました。
　本装置を活用することで、自动车用高強度薄鋼板（ハイテン）を製造する際の各プロセスにおける炭素分布を従来比10倍の精度で分析できます。これにより、焼入れ?焼きなましなど熱処理条件の確立や、サンプル材製造時の複合組織の造り込みの精度向上に高い効果を発揮することで、自动车用高強度鋼板の開発の迅速化が期待できます。

2．今回の成果

本开発装置は、従来の分析装置である「贵贰-贰笔惭础」を改良したものです。主な改良点は以下の通りです。

●　高感度化を図るため、炭素専用の検出器を3台搭载

●　炭素の堆积を抑止するため、クリーナーや加热装置を搭载

これらにより、従来は炭素含有量0.1％レベルまでだった定量分析精度を、世界最高精度の0.01％レベルまで10倍高める事に成功しました。

【用语解説】

※1　FE-EPMA（Field Emission Electron Probe Micro Analyzer: FE-EPMA）

　：辉度を高く绞れる电子銃を搭载した电子线マイクロアナライザー

※2　SEM/EDS (Scanning Electron Microscope/ Energy Dispersive X-ray Spectrometer)

　：走査型电子顕微镜とエネルギー分散型齿线検出器（电子线照射で発生する齿线による元素分析器）

※3 TEM/EDS (Transmission Electron Microscope/ Energy Dispersive X-ray Spectrometer)

　：透过型电子顕微镜とエネルギー分散型齿线検出器

3．今后の予定

今後、開発した装置を活用して革新的な自动车用高強度薄鋼板の開発とともに、本プロジェクトの最終目標であるさらなる高精度（0.003％以下）の分析方法の確立、および鋼中に溶解した状態で含まれる炭素の分析方法の確立を目指します。

4．问い合わせ先