| Project/Area Number |
20H02484
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 26050:Material processing and microstructure control-related
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| Research Institution | Tottori University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松田 知子 地方独立行政法人鳥取県産業技術センター, 無機材料グループ, 主任研究員 (00587644)
北條 智彦 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (50442463)
渡邊 育夢 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, 主幹研究員 (20535992)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥18,200,000 (Direct Cost: ¥14,000,000、Indirect Cost: ¥4,200,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2020: ¥11,310,000 (Direct Cost: ¥8,700,000、Indirect Cost: ¥2,610,000)
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| Keywords | TRIP鋼 / 微視的解析 / 放射光 / 有限要素法 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究ではTRIP(TRansformation Induced Plasticity)型複合組織鋼の微視的延性破壊挙動を解明する．そのための手段として，微視スケールのFEM（有限要素法解析）を行う．放射光によって実測された引張試験中の局所応力履歴を境界条件とすることが特色である．FEMにより解析された微視的な応力とひずみの分布がマイクロボイドの観察結果に整合する条件として，微視的な破壊条件を同定する．加えて，応力履歴を逆的にたどって損傷部から初期組織を再構築する“逆解析”を試みる．この手法により履歴まで含めた微視的破壊の解明を目指す．
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| Outline of Final Research Achievements |
This research project elucidated deformation and damage mechanism of high-strength TRIP steels used for automobile crash component parts. It has been a task for TRIP steel applications that deformation localization sites subjected to easy fracture. A newly developed tensile testing method combining numerical analysis and measurement, as well as nondestructive analysis of internal forces and metallographic microstructure during tensile deformation conducted at SPring-8, revealed that the cause is the unstable development of the internal hard microstructure under deformation localization, which induces strong internal tensile forces.
Furthermore, three-dimensional microstructural observation was conducted to obtain numerical model based on the actual microstructure. After that, finite element simulations were performed based on this model. This simulation found that tensile forces were localized around the hard phase among the metallographic microstructure.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究成果は今まで不明であったTRIP鋼の変形特性を明らかにできたとの学術的意義，そして新たな自動車用超高強度鋼材とその加工方法の開発シーズを与えるという社会的意義を有する．TRIP鋼は変形集中を抑制するはずであると長らく信じられており，これに対してはっきりとした答えを導けた意義は大きい．シミュレーションを活用することで，材料の開発と材料に合わせた加工方法の双方を一貫して最適化可能なシステムの足掛かりも構築することができた．実現すれば，自動車の安全性向上に加え，部材の薄肉化による軽量化や加工時間の革新的な短縮を図ることができる．カーボンニュートラル社会への土台作りとして貢献できるものと考える．
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