Strengthening mechanism of martensitic structure formed via different process
| Project/Area Number |
22K04740
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 26040:Structural materials and functional materials-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
増村 拓朗 九州大学, 工学研究院, 准教授 (40804688)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| 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)
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| 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 |
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| 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。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度では、加工誘起マルテンサイトの性質を制御することを目的として、加工誘起変態前のオーステナイト転位密度を変化させるために、積層欠陥エネルギーの異なるオーステナイト系ステンレス鋼を用意した。低積層欠陥エネルギー材としてFe-18Cr-10Ni合金、高積層欠陥エネルギー材としてCuやAlを添加したFe-16Cr-9Ni-2Cu-1Al合金を選定した。両者はオーステナイトの機械的安定度が揃うようにCrやNi量を調整している。
両試料の加工に対するオーステナイトの転位密度変化をX線ラインプロファイル解析により調査した結果、積層欠陥エネルギーが低いFe-18Cr-10Ni合金のほうが転位密度の増加速度が大きいこと、加工されたオーステナイトのナノ硬さが高いことが明らかとなった。これは、積層欠陥エネルギーが低いため、転位の交差すべりが生じにくく、転位蓄積が生じやすいためであると考えられる。また、Fe-18Cr-10Ni合金ではεマルテンサイトが生成していたのに対し、積層欠陥エネルギーが高いFe-16Cr-9Ni-2Cu-1Al合金ではεマルテンサイトや変形双晶の形成が抑制されていた。
両試料の加工誘起マルテンサイトの転位密度は、Fe-18Cr-10Ni合金のほうが高かった。これは、加工誘起変態前のオーステナイトの転位密度が高いこと、εマルテンサイトを経由するγ→ε→α'という二段階のマルテンサイト変態が生じていることに起因すると考えられる。以上の結果より、加工誘起マルテンサイトの転位密度および硬さは、変態前のオーステナイトの性質に大きく依存するということが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定どおり、加工誘起変態前のオーステナイトの性質を変化させ、加工誘起マルテンサイトの形成過程を制御することができた。その結果、変態前のオーステナイトの性質がマルテンサイトの組織および機械的性質に大きな影響を与えることが明らかとなったため、順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、焼入れマルテンサイトの組織制御に着目する予定にしている。具体的には、(1)通常の焼入れ処理、(2)未再結晶域での熱間（温間）圧延後の焼入れ処理、(3)再結晶域での熱間（温間）圧延後の焼入れ処理、(4) 2と3を組み合わせた処理を行い、焼入れマルテンサイト形成前のオーステナイトの性質を種々変化させ、転位密度や硬さ、組織変化を調査する予定にしている。
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Report
(1 results)
Research Products
(22 results)
