| Project/Area Number |
19K14853
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 18010:Mechanics of materials and materials-related
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
YOSHINAKA Fumiyoshi 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, 主任研究員 (00825341)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
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| Keywords | 金属疲労 / 疲労寿命 / 疲労き裂 / 合金設計 / マルテンサイト変態 / 疲労破面解析 / 疲労 / き裂 / 塑性変形 / 微視組織 / 合金開発 / 鋼 / 転位 |
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| Outline of Research at the Start |
金属の疲労は微視的にはすべり変形の不可逆成分の蓄積に端を発し、巨視的には疲労き裂の発生と進展により破壊を生じる現象である。すなわち、疲労破壊の本質を明らかにするためには、転位からき裂までを階層的に把握することが求められる。本研究は、高Mn鋼をモデル材とし、各スケールに応じてSEMやTEMを用いた変形及び疲労過程の測定を行うことにより、転位-塑性変形-疲労き裂の関係を明らかにする。
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| Outline of Final Research Achievements |
The relationship between dislocation-plastic deformation-crack in high Mn steel was investigated. As a result, the fatigue life is maximized when a bidirectional γ→ε→γ transformation (B-TRIP) occurs between γ austenite and ε martensite as a plastic deformation mechanism. This indicates that high deformation reversibility can improve the fatigue life. Additionally, the practical B-TRIP steel with high fatigue durability and weldability was developed. Furthermore, this research demonstrated the importance of suppressing α' martensite transformation as a condition to maximize the improvement in fatigue durability through B-TRIP. A new steel was developed so as to meet this condition and exhibits twice the fatigue life compared to existing B-TRIP steel.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では材料の塑性変形を制御し変形可逆性を高めるという発想に基づき耐疲労鋼材の合金設計指針を確立した。低サイクル疲労の考慮を要する有限寿命設計が適用される場合について、本研究が可能とした疲労寿命の改善は部材・施設の長寿命化に寄与する。また、疲労耐久性に加え、構造体化に重要な溶接適合性を改善した合金を開発したことは、研究成果を社会に還元するための取り組みとして意義深い。本研究成果は構造用金属材料の長寿命化の実現により、公共施設等の老朽化対策においてライフタイムコストの削減に寄与しうるものである。
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