林 重成 (ハヤシ シゲナリ)

工学研究院 材料科学部門 エネルギー材料分野教授

研究者基本情報

■ 学位
  • 博士(工学), 北海道大学
  • 修士(工学), 北海道大学
■ URL
researchmap URLホームページURL■ ID 各種
J-Global ID■ 研究キーワード・分野
研究キーワード
  • 表面改質
  • 耐熱合金
  • 高温酸化
  • 高温腐食・防食
研究分野
  • ナノテク・材料, 材料加工、組織制御
■ 担当教育組織

経歴

■ 経歴
学内役職歴
  • 教育研究評議会評議員, 2023年4月1日 - 2025年3月31日
  • 大学院工学研究院副研究院長, 2023年4月1日 - 2025年3月31日

研究活動情報

■ 論文
■ その他活動・業績
■ 主な担当授業
  • 高温腐食防食学特論, 2024年, 修士課程, 工学院
  • 高温腐食防食学特論, 2024年, 博士後期課程, 工学院
  • 材料工学演習Ⅴ, 2024年, 学士課程, 工学部
  • 一般教育演習(フレッシュマンセミナー), 2024年, 学士課程, 全学教育
  • 材料デザイン工学, 2024年, 学士課程, 工学部
  • 材料工学概論, 2024年, 学士課程, 工学部
  • 相変態論, 2024年, 学士課程, 工学部
  • 特許と文書作成法, 2024年, 学士課程, 工学部
■ 所属学協会
  • 表面技術協会
  • 日本金属学会
  • 鉄鋼協会
■ 共同研究・競争的資金等の研究課題
  • 多相合金の組織最適化によるFe基耐熱合金の耐高温酸化性向上手法の提案
    科学研究費助成事業
    2022年04月01日 - 2025年03月31日
    林 重成; 米田 鈴枝
    本研究の目的は、耐熱合金中の析出物の組織が材料の高温耐酸化性におよぼす影響を明らかにすることにある。今年度は、昨年度から引き続きアルミナ皮膜の形成に及ぼす高Al金属間化合物相のサイズの影響を調査するとともに、Ti添加によるアルミナ形成合金の耐酸化性の低下(アルミナ形成能あるいは維持能の低下)を、合金中にTi化合物を形成させることによる無害化を検討した。
    Ni-Cr-Al系のγ+γ'二相合金を用いた検討からは、実験開始時の昇温速度の違いにより酸化初期の高温酸化挙動に明確な違いがあることが明らかになった。昇温速度が速い場合、微細なγプライム相を有する合金の酸化量は増加した。これは22年度の結果とは逆の結果であったが、昇温速度が遅い場合には、微細なγプライム相を有する合金の酸化量が低下した。酸化挙動に及ぼす合金組織の影響が、昇温速度によって全く逆の結果となった理由は、微細なγプライム相を有する合金上には、昇温速度が速い場合、酸化初期に準安定相であるθアルミナが、一方、昇温速度が遅い場合、安定層であるαアルミナが形成するためであることが明らかとなった。このような初期酸化挙動の違いは、アルミナの相変態に影響をおよぼす添加元素のCrの影響がγプライム相のサイズによって異なったためであると説明された。
    Fe基合金上のアルミナ皮膜形成におよぼすTiの悪影響に関する検討では、炭素添加によりTiCを形成させてTiを固定化することによりTiの無害化を検討したが、TiCによる固定化は耐酸化性に殆ど影響を与えないことが分かった。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 23K23091
  • 多相合金の組織最適化によるFe基耐熱合金の耐高温酸化性向上手法の提案
    科学研究費助成事業
    2022年04月01日 - 2025年03月31日
    林 重成; 米田 鈴枝
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 22H01823
  • 高温酸化により形成する保護性アルミナスケールの組織制御による高機能化
    科学研究費助成事業
    2016年04月01日 - 2019年03月31日
    林 重成; 米田 鈴枝
    Fe-Cr-Al-RE合金上に形成するアルミナスケールの組織に及ぼすCr, AlおよびREの影響を調査し、成長速度が遅く耐酸化性に優れるアルミナスケールの組織制御手法を検討した。
    アルミナスケールの結晶粒径は、CrまたはAl濃度の増加より小さくなった。その原因として合金表面におけるアルミナの過飽和度の増加によるアルミナの核生成頻度の増加を提案した。REの添加もアルミナ粒径を微細化する効果があり、これは結晶粒界に偏析したZrイオンにより結晶粒の粗大化が抑制されるためであることが明らかになった。
    成長速度の遅いアルミナスケールを形成させるための合金設計指針を提案した。
    日本学術振興会, 挑戦的萌芽研究, 16K14436
  • Cu改良型アルミナ形成オーステナイト系耐熱合金
    科学研究費助成事業
    2015年04月01日 - 2018年03月31日
    林 重成; 鵜飼 重治
    本研究は、製造性および加工性に優れ、高い耐高温酸化性を有するアルミナスケール形成オーステナイト系耐熱鋼の基本組成を提案すること、また銅添加による耐酸化性向上メカニズムを明らかにすることを目的とした。内部酸化法および拡散実験の結果から、アルミニウムを含有するオーステナイト鋼中への銅の添加は、1000℃におけるオーステナイト相の相安定性を向上させ、高アルミニウムの金属間化合物相の形成を抑制し、γ相中に十分なアルミニウムを残存させること、またアルミニウムの外方拡散流束を増加させる事により保護性アルミナ皮膜の形成を促進することが明らかになった。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 15H04153
  • 鋳造組織予測のための合金データベースの構築
    科学研究費助成事業
    2000年 - 2001年
    大笹 憲一; 林 重成; 松浦 清隆
    鋳造組織予測のための合金データベースの構築を最終目的として,データベース化する際に必要な各項目を検討し,合金データベース開発のための基礎的手法の確立を行った.また,データベースのためのAl基合金の異質核生成パラメータの評価を行い,基礎的データの蓄積を行った.
    1.異質核生成頻度分布の評価
    データベース化する際の核生成モデルを選定するために,純Al, Al-Cu, Al-Si, Al-Fe, Al-Ti合金を試料として,K_2SO_4-Li_2SO_4溶融塩内で分散撹拌し,小粒子に分割し,各粒子の過冷度測定実験を行った.その結果,核生成頻度は過冷度の増加とともに増加し,高過冷度では減少した.これにより,通常の鋳造条件では,過冷度のべき乗に比例するモデルの適用が可能であることを確認した.
    2.熱力学の応用による多成分合金の凝固伝熱解析
    本研究では,各実用合金の一方向凝固実験と組織形成シミュレーションとを比較することにより,各合金の異質核生成頻度を評価し,データベースを構築することを目指している.そのためには多成分系実用合金の正確な伝熱解析が必要で,凝固時の潜熱等の物性値が必要となるが,従来その決定は困難であった.そこで,熱力学計算を応用した多成分系合金のエンタルピー法を用いた凝固伝熱解析法を開発した.これにより,多成分系合金の温度場を正確に再現し,実験結果と比較することを可能にした.
    3.実用合金の核生成頻度の評価
    Al基実用合金の一方向凝固実験を行った.Al-Si, Al-Cu2元系および,12種類の実用合金を対象とした.また,試料上部での核生成の影響(シャワリング)の影響を防止するために,上部を加熱した一方向凝固実験も行った.この実験で得られた柱状晶-等軸晶遷移位置を,モンテカルロ法に基づく組織予測シミュレーションで再現し,過冷度のべき乗で表した異質核生成パラメータを決定した.異質核生成パラメータは2元合金,実用合金ともSi濃度によって変化した.
    このような実験室規模の一方向凝固実験に基づいて,データをさらに蓄積することにより,より大型や複雑形状の鋳物の凝固組織の予測が可能になると期待される
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 12450300
■ 産業財産権
  • ニオブ基合金の耐熱材料
    特許権, 成田 敏夫; 林 重成; 福本 倫久; 坂本 和志; 笠間 昭夫; 田中 良平, 成田 敏夫
    特願2012-023563, 2012年02月07日
    特開2012-132099, 2012年07月12日
    201203016283968787
  • 酸化物分散強化型鋼およびその製造方法
    特許権, 鵜飼 重治; 林 重成; 宮田 亮太; 東 司; 皆藤 威二; 大塚 智史, 国立大学法人北海道大学, 独立行政法人日本原子力研究開発機構
    特願2010-212153, 2010年09月22日
    特開2012-067344, 2012年04月05日
    201203014813214581
  • 酸化物分散強化型合金
    特許権, 鵜飼 重治; 大貫 惣明; 林 重成; 星野 堅, 国立大学法人北海道大学
    JP2009064410, 2009年08月17日
    WO2010-021314, 2010年02月25日
    201203070794416353
  • Cr(III)含有浴を用いた電解めっきによるRe?Cr合金皮膜の形成方法
    特許権, 成田 敏夫; 林 重成; 吉岡 隆幸; 八鍬 浩; 相馬 道明, 成田 敏夫
    特願2003-009058, 2003年01月17日
    特開2003-277972, 2003年10月02日
    特許第4323816号
    200903072879167457
  • 耐高温腐食性皮膜の形成方法
    特許権, 成田 敏夫; 林 重成, 成田 敏夫
    特願2005-504910, 2004年02月09日
    特許第4166784号
    201103017288109617
  • 拡散障壁用ReCrNi合金皮膜
    特許権, 成田 敏夫; 林 重成; 吉岡 隆幸; 八鍬 浩, 独立行政法人科学技術振興機構, 株式会社荏原製作所
    特願2003-540412, 2002年09月13日
    特許第3857689号
    201103085548876418
  • 拡散障壁用Re合金皮膜
    特許権, 成田 敏夫; 林 重成; 吉岡 隆幸; 八鍬 浩, 独立行政法人科学技術振興機構, 株式会社荏原製作所
    特願2003-540413, 2002年09月13日
    特許第3857690号
    201103018419700860
  • 耐高温腐食性皮膜の形成方法
    特許権, 成田 敏夫; 林 重成, 独立行政法人科学技術振興機構
    JP2004001347, 2004年02月09日
    WO2004-070077, 2004年08月19日
    200903051907339873
  • 電解めっきによるRe?Cr?Ni合金皮膜の形成方法
    特許権, 成田 敏夫; 林 重成; 吉岡 隆幸; 八鍬 浩; 相馬 道明, 科学技術振興事業団, 株式会社荏原製作所, 札幌エレクトロプレイティング工業株式会社
    特願2003-009035, 2003年01月17日
    特開2003-277971, 2003年10月02日
    200903086240046650