質問: 硫化鉄鉱は何の材料として使われましたか？

マルテンサイト系ステンレス鋼
マルテンサイト系ステンレス鋼（マルテンサイトけいステンレスこう）とは、常温でマルテンサイトを主要な組織とする組成を持つ、ステンレス鋼の一種である。耐食性と合わせて高い強度と耐摩耗性を持ち、刃物、タービンのブレード、軸受などで使われる[1]。ステンレス鋼の金属組織別分類の一つで、他には「フェライト系ステンレス鋼」「オーステナイト系ステンレス鋼」「オーステナイト・フェライト系ステンレス鋼」「析出硬化系ステンレス鋼」がある[2][3]。工業材料としてのマルテンサイト系ステンレス鋼は、1913年にイギリスのハリー・ブレアリーによって発明された[4][5]。
マルテンサイト系ステンレス鋼は、高温では、オーステナイト単一組織、またはオーステナイトを主とするフェライトとオーステナイトの2相組織となる組成を持っている[6]。その状態から急冷して焼入れを行うことによってオーステナイトがマルテンサイト変態を起こし、マルテンサイトが生成される[7]。その後、焼戻しを施して使用される[8]。
クロムの量は、11 %（質量パーセント濃度）程度を含むものから18 % 程度を含むものがある[9]。一般に、クロムの含有量が増えるに連れてオーステナイト組織領域は狭まり、消失する[6]。一方、炭素の含有を増やすことで高温域でのオーステナイト組織領域が広がる[10]。マルテンサイトを得るために、マルテンサイト系ステンレス鋼ではクロム含有量を増やすのに応じて炭素含有量を増やす[11]。ステンレス鋼の中では、クロム含有量が比較的少なく炭素含有量が比較的多いという組成となっている[12]。クロムを 13 %、炭素を 0.2 % がマルテンサイト系ステンレス鋼の基本的な組成とされる[12]。
得られる降伏強さは、施される熱処理によるが、500 MPa から 1900 MPa までに至る[13]。マルテンサイト系ステンレス鋼に施される焼戻し処理には、 150 ℃ から 200 ℃ 程度で保持して空冷する低温焼戻しと 600 ℃ から 750 ℃ で保持して急冷する高温焼戻しがある[14]。前者は耐摩耗性を重視する場合に行われ、後者は靭性付与を重視する場合に行われる[15]。刃物用では低温焼戻しが施され、構造部材用では高温焼戻しが施されることが一般的である[8]。高クロムのマルテンサイト系ステンレス鋼は高耐食性を指向しているため、クロム炭化物析出を避けて低温焼戻しが施されることが多い[16]。マルテンサイト系ステンレス鋼には、フェライト系ステンレス鋼と同様に「475℃脆化」の可能性がある[17]。このため、475 ℃ から550 ℃ での焼戻しには注意を要する[18]。
製品製作のために塑性加工や切削加工を行う場合は、マルテンサイト組織は加工しづらいため、まず焼なましを行った状態で加工を行うことが一般的である[19]。焼なまし状態のマルテンサイト系ステンレス鋼は、フェライト系ステンレス鋼や普通鋼と同じ程度の被削性となる[20]。そして、加工後に焼入れならびに焼戻しが行われる[19]。
脚注

参考文献








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