| Project/Area Number |
22K18895
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 26:Materials engineering and related fields
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 充孝 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (10547706)
張 咏ジエ 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (40793740)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
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| Keywords | 鉄鋼 / 析出 / 熱処理 / 合金元素 / 高強度化 / 鉄鋼材料 / 相分離・規則化 / 侵入型元素 / 規則化 / 副格子 / クラスター |
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| Outline of Research at the Start |
アルミニウム合金やマグネシウム合金，侵入型元素を含んだ鉄鋼材料では，中・長距離相互作用の影響を受けた構造や微細組織発展により，力学機能の著しい向上が達成されているが、中・長距離相互作用の制御に基づく材料設計は未踏の研究領域である．そこで，本研究では，不規則性の強い固体結晶（金属）において，侵入型副格子の元素の規則配置を，置換型副格子の元素配置および構造相変態と重畳させて設計する挑戦的テーマ「サブラティスエンジニアリング」を確立するため，最も重要な金属材料である鉄合金と代表的な侵入型元素である窒素を対象に，多様な周期構造の発達を解明する．
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| Outline of Final Research Achievements |
A novel concept 'sub lattice engineering' , in which the arrangement of interstitial element was controlled in coupling of that of substitutional element as well as phase transformation, was proposed In materials design by choosing iron lattice as a model system. It was confirmed that strong attractive interaction between interstitial and substitutional elements was important in nanoscale clustering induced by atomic ordering and resultant large strengthening effects. This concept can be applied to a wide variety of metallic solid solution for the design of multi-dimensional structure and functions.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本コンセプトは，リジッドな構造を持たず不規則性が高い金属固溶体における強度発現の原理を解明したものであり，置換型および侵入型の異なるサブラティス間の引力型相互作用の大きさが，ナノ領域の濃度分離と規則化の重畳による大きな強化能を発現する鍵となることを明確に示した．この知見は低合金鋼・高合金鋼に応用可能であることは言うまでもなく，非鉄合金も含めてナノ構造の多次元的制御に基づく機能の設計につながると考えられる．
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