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Strengthening mechanism of martensitic structure formed via different process

Research Project

Project/Area Number 22K04740
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 26040:Structural materials and functional materials-related
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

増村 拓朗  九州大学, 工学研究院, 准教授 (40804688)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywordsマルテンサイト / 加工誘起マルテンサイト / オーステナイト / ステンレス / X線ラインプロファイル / 積層欠陥エネルギー / オースフォーム / 転位密度 / ラインプロファイル解析
Outline of Research at the Start

良く焼鈍されたオーステナイトからの焼入れ処理により得られた焼入れマルテンサイトと、加工を受けたオーステナイトから生成したオースフォームドマルテンサイトや加工誘起マルテンサイトの組織や強度の相違は明確になっておらず、さらなる高強度鋼板を開発するにはその特性制御手法の確立が不可欠である。本研究では、X線ラインプロファイル解析により形成履歴の異なるマルテンサイトの転位密度や転位分布を定量評価し、各組織が通常のマルテンサイト組織と比べて異なる組織や強度特性を示す原因を明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

これまでに、準安定オーステナイト系ステンレス鋼を用いて、冷間加工で生成する加工誘起マルテンサイトは冷却により生成するマルテンサイトよりも硬質であり、転位密度が高いことを明らかにした。また、オーステナイトにより多くの転位が導入されたときにほうが、その後生成する加工誘起マルテンサイトの転位密度も高くなり、硬質となる。
本年度は、冷却により生成するマルテンサイトの転位密度および硬さを向上させるための指針を得るために、炭素を含まないFe-18Ni合金を500℃で温間加工し、その後冷却するという加工熱処理を行った。温間加工でオーステナイト中に転位が導入され、その後生成するマルテンサイトの転位密度も増加すると予想した。
結果として、温間加工によりマルテンサイトのブロック組織は微細になったものの、転位密度および硬さに前加工の影響は全く現れなかった。これは、温間加工により導入された転位がマルテンサイト変態開始もしくは変態時に消失したか、マルテンサイト変態中のひずみ緩和に利用されたため、通常のマルテンサイト変態時に導入される転位量よりも少ない転位の導入で変態進んだか、という可能性がある。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の予定通り、冷却により生成するマルテンサイト変態に及ぼす前加工の影響を調査できた。その結果、炭素を含まない場合には前加工の影響が現れないという知見が得られたため、影響を大きくするための施策を次年度で行っていく予定である。

Strategy for Future Research Activity

前年度では、炭素を含まない場合には前加工の影響が現れないという知見が得られたため、影響を大きくするために、炭素を含んだり、加工温度を低温にしたりなど、転位の回復を抑制した場合に影響が出るかどうかを検討する。それにより前加工の影響が現れた場合、そのメカニズムを明らかにするために、その場加熱・冷却中の中性子回折を行い、転位密度変化をリアルタイムで追っていきたい。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (49 results)

All 2024 2023 2022 Other

All Journal Article (16 results) (of which Peer Reviewed: 16 results,  Open Access: 12 results) Presentation (32 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Relation between Low Elastic Limit and Mobile Dislocation Density in Ultra-low Carbon Martensitic Steel2024

    • Author(s)
      Takenouchi Yushi、Wada Shuhei、Masumura Takuro、Tsuchiyama Toshihiro、Okano Hiroshi、Takagi Shusaku
    • Journal Title

      Tetsu-to-Hagane

      Volume: 110 Issue: 3 Pages: 101-109

    • DOI

      10.2355/tetsutohagane.TETSU-2023-057

    • ISSN
      0021-1575, 1883-2954
    • Year and Date
      2024-02-15
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Characteristics of Microstructure and Mechanical Properties in Al-bearing Medium Carbon Martensitic Steels2024

    • Author(s)
      Shirakami Yusaku、Masumura Takuro、Nanba Shigenobu、Tsuchiyama Toshihiro
    • Journal Title

      Tetsu-to-Hagane

      Volume: 110 Issue: 3 Pages: 118-129

    • DOI

      10.2355/tetsutohagane.TETSU-2023-095

    • ISSN
      0021-1575, 1883-2954
    • Year and Date
      2024-02-15
    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Reverse Transformation Behavior in Multi-phased Medium Mn martensitic Steel Analyzed by <i>In-situ</i> Neutron Diffraction2024

    • Author(s)
      Matsuda Kyosuke、Masumura Takuro、Tsuchiyama Toshihiro、Onuki Yusuke、Takanashi Misa、Maeda Takuya、Kawamoto Yuzo、Shirahata Hiroyuki、Uemori Ryuji
    • Journal Title

      Tetsu-to-Hagane

      Volume: 110 Issue: 2 Pages: 83-88

    • DOI

      10.2355/tetsutohagane.TETSU-2023-070

    • ISSN
      0021-1575, 1883-2954
    • Year and Date
      2024-02-01
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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Reverse Transformation Behavior in Multi-phased Medium Mn Martensitic Steel Analyzed by <i>in-situ</i> Neutron Diffraction2024

    • Author(s)
      Matsuda Kyosuke、Masumura Takuro、Tsuchiyama Toshihiro、Onuki Yusuke、Takanashi Misa、Maeda Takuya、Kawamoto Yuzo、Shirahata Hiroyuki、Uemori Ryuji
    • Journal Title

      ISIJ International

      Volume: 64 Issue: 2 Pages: 486-490

    • DOI

      10.2355/isijinternational.ISIJINT-2023-053

    • ISSN
      0915-1559, 1347-5460
    • Year and Date
      2024-01-30
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  • [Journal Article] Effects of Retained Austenite upon Softening during Low-temperature Tempering in Martensitic Carbon Steels2024

    • Author(s)
      Uranaka Shohei、Takanashi Misa、Maeda Takuya、Masumura Takuro、Tsuchiyama Toshihiro、Kawamoto Yuzo、Shirahata Hiroyuki、Kobayashi Yukiko、Uemori Ryuji
    • Journal Title

      ISIJ International

      Volume: 64 Issue: 2 Pages: 449-458

    • DOI

      10.2355/isijinternational.ISIJINT-2023-100

    • ISSN
      0915-1559, 1347-5460
    • Year and Date
      2024-01-30
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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Quantitative Analysis of Hardening due to Carbon in Solid Solution in Martensitic Steels2023

    • Author(s)
      Uranaka Shohei、Hirashima Issei、Maeda Takuya、Masumura Takuro、Tsuchiyama Toshihiro、Kawamoto Yuzo、Shirahata Hiroyuki、Uemori Ryuji
    • Journal Title

      Tetsu-to-Hagane

      Volume: 109 Issue: 7 Pages: 649-660

    • DOI

      10.2355/tetsutohagane.TETSU-2023-002

    • ISSN
      0021-1575, 1883-2954
    • Year and Date
      2023-07-01
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  • [Journal Article] Quantitative Analysis of Hardening Due to Carbon in Solid Solution in Martensitic Steels2023

    • Author(s)
      S.Uranaka, I.Hirashima, T.Maeda, T.Masumura, T.Tsuchiyama, Y.Kawamoto, H.Shirahata and R.Uemori
    • Journal Title

      ISIJ International

      Volume: 63 Issue: 3 Pages: 569-578

    • DOI

      10.2355/isijinternational.ISIJINT-2022-416

    • ISSN
      0915-1559, 1347-5460
    • Year and Date
      2023-03-15
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      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effect of Initial Austenite Grain Size on Microstructure Development and Mechanical Properties in a Medium-carbon Steel Treated with One-step Quenching and Partitioning2023

    • Author(s)
      土山聡宏, 天野良則, 浦中祥平, 増村拓朗
    • Journal Title

      Tetsu-to-Hagane

      Volume: 109 Issue: 4 Pages: 344-353

    • DOI

      10.2355/tetsutohagane.TETSU-2022-111

    • ISSN
      0021-1575, 1883-2954
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  • [Journal Article] 中Mn鋼の冷間圧延による結晶粒微細化メカニズム2023

    • Author(s)
      川原弘太郎, 松田恭輔, 増村拓朗, 土山聡宏
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      熱処理

      Volume: 63 Pages: 49-50

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  • [Journal Article] Effect of Carbon Addition on Microstructure and Heterogeneous Deformation Behavior of 18%Ni Martensitic Steel2023

    • Author(s)
      末松 直幸、増村 拓朗、大賀 光陽、竹田 健悟、土山 聡宏
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      NETSUSHORI

      Volume: 63 Issue: 4 Pages: 192-198

    • DOI

      10.14940/netsushori.63.192

    • ISSN
      0288-0490, 2188-4064
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  • [Journal Article] 18%Niマルテンサイト鋼の組織と不均一変形挙動に及ぼす炭素添加の影響2023

    • Author(s)
      末松直幸, 増村拓朗, 大賀光陽, 竹田健悟, 土山聡宏
    • Journal Title

      熱処理

      Volume: 63

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      浦中祥平, 平嶋一誠, 前田拓也, 増村拓朗, 土山聡宏, 川本雄三, 白幡浩幸, 植森龍治
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      鉄と鋼

      Volume: 109

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    • Author(s)
      Y.Takenouchi, S.Wada, T.Masumura, T.Tsuchiyama, H.Okano and S.Takagi
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      ISIJ International

      Volume: 62 Issue: 10 Pages: 2000-2007

    • DOI

      10.2355/isijinternational.ISIJINT-2022-196

    • ISSN
      0915-1559, 1347-5460
    • Year and Date
      2022-10-15
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      土山聡宏, 坂本孝之, 田中祥平, 増村拓朗
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      Tetsu-to-Hagane

      Volume: 108 Issue: 5 Pages: 306-315

    • DOI

      10.2355/tetsutohagane.TETSU-2021-123

    • ISSN
      0021-1575, 1883-2954
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      T.Masumura, K.Inami, K.Matsuda, T.Tsuchiyama, S.Nanba and A.Kitahara
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      Acta Materialia

      Volume: 234 Pages: 118052-118052

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2022.118052

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      S.Uranaka, C.Nishimura, I.Hirashima, T.Maeda, T.Masumura, T.Tsuchiyama, Y.Kawamoto, H.Shirahata and R.Uemori
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      Scripta Materialia

      Volume: 218 Pages: 114791-114791

    • DOI

      10.1016/j.scriptamat.2022.114791

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      久保田一, 高梨美咲, 増村拓朗, 土山聡宏, 植森龍治, 前田拓也, 中村修一
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    • Author(s)
      Misa Takanashi, Ryota Hidaka, Takuya Maeda, Takuro Masumura, Toshihiro Tsuchiyama, Hiroyuki Shirahata, Ryuji Uemori
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  • [Presentation] 18Niマルテンサイト鋼の組織と不均一変形挙動に及ぼす炭素添加の影響2022

    • Author(s)
      末松直幸, 増村拓朗, 土山聡宏, 大賀光陽, 竹田健悟
    • Organizer
      日本熱処理技術協会第93回春季講演大会
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  • [Presentation] Effect of carbon on dislocation density and hardness in ausformed medium Mn martensitic steel2022

    • Author(s)
      Takuro Masumura, Ryota Hidaka, Takuya Maeda, Toshihiro Tsuchiyama, Yuzo Kawamoto, Hiroyuki Shirahata, Ryuji Uemori
    • Organizer
      HMnS2022
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      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 中炭素鋼のマルテンサイト変態および形成組織に及ぼすAl添加の影響2022

    • Author(s)
      白神優作, 増村拓朗, 土山聡宏, 難波茂信
    • Organizer
      2022年度日本金属学会九州支部・日本鉄鋼協会九州支部・軽金属学会九州支部合同学術講演会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Fe-18%Niマルテンサイト鋼の弾性限に及ぼす可動転位の影響2022

    • Author(s)
      和田周平, 増村拓朗, 土山聡宏, 岡野拓史, 石川信行, 高木周作
    • Organizer
      2022年度日本金属学会九州支部・日本鉄鋼協会九州支部・軽金属学会九州支部合同学術講演会
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  • [Presentation] Fe-18%Niマルテンサイト鋼の弾性限に及ぼす可動転位の影響2022

    • Author(s)
      和田周平, 増村拓朗, 土山聡宏, 岡野拓史, 石川信行, 高木周作
    • Organizer
      日本鉄鋼協会第184回秋季講演大会
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  • [Presentation] 準安定オーステナイト系ステンレス鋼の熱的および機械的安定度に及ぼすオースフォーミングの影響2022

    • Author(s)
      増村拓朗, 土山聡宏
    • Organizer
      日本鉄鋼協会第184回秋季講演大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 18Niマルテンサイト鋼の組織と不均一変形挙動に及ぼす炭素添加の影響2022

    • Author(s)
      末松直幸, 土山聡宏, 増村拓朗
    • Organizer
      日本鉄鋼協会第184回秋季講演大会
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      2022 Research-status Report
  • [Remarks] 九州大学大学院工学研究院材料工学部門土山研究室

    • URL

      https://tsuchiyama.zaiko.kyushu-u.ac.jp/

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      2023 Research-status Report 2022 Research-status Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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