Microstructure Control and Alloy Design of Chromium-Based Heat-Resistant Alloys Using Data Science

• Project/Area Number: 25K17813
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 26010:Metallic material properties-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 五百藏 一成 東北大学, 工学研究科, 助教(研究特任) (71001848)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2026: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2025: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: 耐熱材料 / クロム基合金 / 相平衡 / 機械学習 / パーシステントホモロジー

Outline of Research at the Start

Cr-SiおよびCr-Si-Ta合金は優れた比強度と耐酸化性能を有しており、新しい耐熱合金としての可能性を秘めているが、耐熱合金に求められる特性を兼ね備えた合金を効率的に探索するためには「状態図情報の獲得」と「力学特性に及ぼす組織効果の解明」が必要である。本研究では、まずCr-Si-Ta三元系における実験・計算状態図を構築する。そして、パーシステントホモロジーを用いた特徴量抽出と機械学習により強度や延性に効果的に寄与する組織を推定する。それによって得られた知見からモデル合金を提案し、実証試験を行う。