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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Clarification of formation and strengthening mechanisms of deformation kink by the mechanical analyses

Planned Research

Project AreaMaterials science on mille-feullie structure -Developement of next-generation structural materials guided by a new strengthen principle-
Project/Area Number 18H05478
Research InstitutionNagoya Institute of Technology

Principal Investigator

萩原 幸司  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10346182)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 岸田 恭輔  京都大学, 工学研究科, 准教授 (20354178)
榎 学  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (70201960)
Project Period (FY) 2018-06-29 – 2023-03-31
Keywordsキンク変形 / ミルフィーユ構造 / 変形モード / 強度・延性 / その場観察・AE / マイクロ試験 / 単結晶
Outline of Annual Research Achievements

本年度の研究活動としては,組織型ミルフィーユ材料としてキンク形成を見出したAl系複相材料について,班内・班外連携のもとに検討を進めたのが大きな成果の一つである.特にAl-Cu合金については,代表者・萩原による力学特性評価,分担者・榎によるキンク帯形成挙動解析等を通じ,キンク帯形成の支配因子が明らかになるとともに,Mg-LPSO相以外でのキンク強化の発現が初めて直接的に実証されるなど,多くの重要な成果が得られた.またさらに京都大・岸田による18R型LPSO相,14H型LPSO相,Mg-Zn-Y希薄合金におけるキンク形成挙動の差異の検討,東京大・榎によるTi系ミルフィーユ材料におけるキンク形成挙動解析,また研究協力者である富山県立大・鈴木によるLPSO合金における応力負荷方向の反転に伴うキンク帯の可逆的運動挙動解析,東京大・白岩によるAEを利用したキンク帯形成挙動解析などが新たに実施され,「ミルフィーユ条件」を最終的に確定するための重要な多くの知見が明らかとなった.以上を踏まえた本研究,および5年間の研究成果の総括として,新学術研究立案時に策定した「経験的ミルフィーユ材料」の妥当性について明らかにすることをA02-1班のミッションとして進め,その結論を金属材料についてはかなり明確に得ることができた.その具体的結論については,紙面の都合上,別紙(5年間の全体報告書)の方に記載するが,LPSO相から派生した各種構造型,組織型ミルフィーユ材料の開発,力学特性解明が新たに実現されることで,「経験的ミルフィーユ材料」の適切なアップデートを実現することができ,LPSO相以外においてもキンク強化の発現,新材料開発が期待できることを明らかにすることができた.

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (58 results)

All 2023 2022 Other

All Journal Article (18 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 18 results,  Open Access: 15 results) Presentation (39 results) (of which Int'l Joint Research: 10 results,  Invited: 6 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Unified Understanding of Strengthening Mechanisms Acting in Mg/LPSO Two-Phase Extruded Alloys with Varying LPSO Phase Volume Fraction2023

    • Author(s)
      Hagihara Koji、Tokunaga Toko、Yamamoto Kazuki、Yamasaki Michiaki、Mayama Tsuyoshi、Shioyama Takumi、Kawamura Yoshihito、Nakano Takayoshi
    • Journal Title

      MATERIALS TRANSACTIONS

      Volume: 64 Pages: 720~729

    • DOI

      10.2320/matertrans.MT-MD2022002

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Relationship between cluster-arranged nanoplate formation and mechanical properties of dilute Mg-Y-Zn alloys prepared by combination of low-cooling-rate solidification and extrusion techniques2023

    • Author(s)
      Ishizaki Seitaro、Yamasaki Michiaki、Hagihara Koji、Nishimoto Soya、Nakamura Taisuke、Kawamura Yoshihito
    • Journal Title

      MATERIALS TRANSACTIONS

      Volume: 64 Pages: 756~765

    • DOI

      10.2320/matertrans.MT-MD2022015

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Synchronized formation of kink bands in Al/Al2Cu mille-feuille structured alloy2023

    • Author(s)
      Shiraiwa Takayuki、Hamada Naoya、Briffod Fabien、Enoki Manabu、Hagihara Koji
    • Journal Title

      MATERIALS TRANSACTIONS

      Volume: 64 Pages: 735~743

    • DOI

      10.2320/matertrans.MT-MD2022005

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Local Structural Analysis around Solute-Element in Annealed Mg99.2Zn0.2Y0.6 Alloy using X-ray Fluorescence Holography2023

    • Author(s)
      Kimura Koji、Egusa Daisuke、Hagihara Koji、Happo Naohisa、Kawamura Naomi、Tajiri Hiroo、Hayashi Kouichi、Abe Eiji
    • Journal Title

      MATERIALS TRANSACTIONS

      Volume: 64 Pages: 750~755

    • DOI

      10.2320/matertrans.MT-MD2022009

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Kink band formation mechanism in α/β Ti-9Cr two-phase alloy2023

    • Author(s)
      Zhu Junyu、Briffod Fabien、Shiraiwa Takayuki、Enoki Manabu、Emura Satoshi
    • Journal Title

      Journal of Alloys and Compounds

      Volume: 939 Pages: 168736~168736

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2023.168736

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evolution of short-range order and its effects on the plastic deformation behavior of single crystals of the equiatomic Cr-Co-Ni medium-entropy alloy2023

    • Author(s)
      Li Le、Chen Zhenghao、Kuroiwa Shogo、Ito Mitsuhiro、Yuge Koretaka、Kishida Kyosuke、Tanimoto Hisanori、Yu Yue、Inui Haruyuki、George Easo P.
    • Journal Title

      Acta Materialia

      Volume: 243 Pages: 118537~118537

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2022.118537

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Room-temperature plastic deformation of single crystals of α-manganese - hard and brittle metallic element2023

    • Author(s)
      Kishida Kyosuke、Suzuki Hirotaka、Okutani Masaomi、Inui Haruyuki
    • Journal Title

      International Journal of Plasticity

      Volume: 160 Pages: 103510~103510

    • DOI

      10.1016/j.ijplas.2022.103510

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Investigation of the electronic structure of the Mg99.2Zn0.2Y0.6 alloy using X-ray photoelectron spectroscopy2023

    • Author(s)
      H. Miyazaki, T. Akatsuka, K. Kimura, D. Egusa, Y. Sato, M. Itakura, Y. Takagi, A. Yasui, K. Ozawa, K. Mase, T. Tokunaga, K. Hayashi, K. Hagihara, E. Abe
    • Journal Title

      Materials Transactions

      Volume: in press Pages: -

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Room-temperature deformation of single crystals of the sigma-phase compound FeCr with the tetragonal D8b structure investigated by micropillar compression2023

    • Author(s)
      K. Kishida, M. Okutani, H. Suzuki, H. Inui, M. Heilmaier, D. Raabe
    • Journal Title

      Acta Materialia

      Volume: 249 Pages: 118829

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2023.118829

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Kink-band formation in the directionally-solidified Mg/LPSO two-phase alloys2022

    • Author(s)
      Tokunaga Toko、Hagihara Koji、Yamasaki Michiaki、Mayama Tsuyoshi、Yamamoto Kazuki、Narimoto Hiroki、Kida Taiki、Kawamura Yoshihito、Nakano Takayoshi
    • Journal Title

      Science and Technology of Advanced Materials

      Volume: 23 Pages: 752~766

    • DOI

      10.1080/14686996.2022.2137696

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Microstructural factors governing the significant strengthening of Al/Al2Cu mille-feuille structured alloys accompanied by kink-band formation2022

    • Author(s)
      Hagihara Koji、Tokunaga Toko、Ohsawa Shuhei、Uemichi Shohei、Guan Kai、Egusa Daisuke、Abe Eiji
    • Journal Title

      International Journal of Plasticity

      Volume: 158 Pages: 103419~103419

    • DOI

      10.1016/j.ijplas.2022.103419

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] α-Mg/LPSO (Long-Period Stacking Ordered) phase interfaces as obstacles against dislocation slip in as-cast Mg-Zn-Y alloys2022

    • Author(s)
      Mayama Tsuyoshi、Agnew Sean R.、Hagihara Koji、Kamura Kentaro、Shiraishi Kazuma、Yamasaki Michiaki、Kawamura Yoshihito
    • Journal Title

      International Journal of Plasticity

      Volume: 154 Pages: 103294~103294

    • DOI

      10.1016/j.ijplas.2022.103294

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 回折法を利用した LPSO 型マグネシウム合金における階層的変形機構に関する研究2022

    • Author(s)
      城 鮎美、菖蒲 敬久、萩原 幸司、渡邉 真史
    • Journal Title

      SPring-8/SACLA利用研究成果集

      Volume: 10 Pages: 438~446

    • DOI

      10.18957/rr.10.5.438

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Mechanical properties and failure mechanisms of Mg-Zn-Y alloys with different extrusion ratio and LPSO volume fraction2022

    • Author(s)
      Yin Wujun、Briffod Fabien、Shiraiwa Takayuki、Enoki Manabu
    • Journal Title

      Journal of Magnesium and Alloys

      Volume: 10 Pages: 2158~2172

    • DOI

      10.1016/j.jma.2022.02.004

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Potential kink band formation on α/β two-phase Ti-10Cr alloy under compressive condition2022

    • Author(s)
      Zhu Junyu、Briffod Fabien、Shiraiwa Takayuki、Enoki Manabu、Emura Satoshi
    • Journal Title

      Materials Science and Engineering: A

      Volume: 849 Pages: 143538~143538

    • DOI

      10.1016/j.msea.2022.143538

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Direct observation of zonal dislocation in complex materials by atomic-resolution scanning transmission electron microscopy2022

    • Author(s)
      Kishida Kyosuke、Okutani Masaomi、Inui Haruyuki
    • Journal Title

      Acta Materialia

      Volume: 228 Pages: 117756~117756

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2022.117756

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Plastic deformation of bulk and micropillar single crystals of Mo5Si3 with the tetragonal D8 structure2022

    • Author(s)
      Kishida Kyosuke、Chen Zhenghao、Matsunoshita Hirotaka、Maruyama Takuto、Fukuyama Takayoshi、Sasai Yuta、Inui Haruyuki、Heilmaier Martin
    • Journal Title

      International Journal of Plasticity

      Volume: 155 Pages: 103339~103339

    • DOI

      10.1016/j.ijplas.2022.103339

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Improving the intermediate- and high-temperature strength of L12-Co3(Al,W) by Ni and Ta additions2022

    • Author(s)
      Chen Zhenghao、Kishida Kyosuke、Inui Haruyuki、Heilmaier Martin、Glatzel Uwe、Eggeler Gunther
    • Journal Title

      Acta Materialia

      Volume: 238 Pages: 118224~118224

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2022.118224

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Controlling factor of the strengthening of mille-feuille structured alloys accompanied by kink-band formation2023

    • Author(s)
      Toko Tokunaga, Koji Hagihara, Shuhei Ohsawa, Shohei Uemichi, Daisuke Egusa, Eiji Abe
    • Organizer
      International Conference on Plasticity, Damage, and Fracture 2023
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ミルフィーユ材料におけるキンク形成,強化機構2023

    • Author(s)
      萩原幸司
    • Organizer
      金属学会シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] 組織型ミルフィーユAl-Cu合金の力学特性と組織の相関2023

    • Author(s)
      大澤 周平,萩原 幸司,徳永 透子
    • Organizer
      第172回日本金属学会2023年春期大会
  • [Presentation] Al/Al2Cu共晶合金のキンク生成における拘束の効果2023

    • Author(s)
      濵田直弥, 白岩隆行, F. Briffod, 榎 学, 萩原幸司
    • Organizer
      日本金属学会春期(第172回)講演大会
  • [Presentation] Strain localization during kink formation in Mg-Zn-Y alloy with LPSO phase2023

    • Author(s)
      Shen Yu, F. Briffod, T. Shiraiwa, M. Enoki
    • Organizer
      日本金属学会春期(第172回)講演大会
  • [Presentation] Statistical analysis of local microstructures initiating pitting corrosion by particle analysis and intermittent anodic polarization2023

    • Author(s)
      K. Wu, N. Yatagai, T. Shiraiwa, M. Enoki
    • Organizer
      日本金属学会春期(第172回)講演大会
  • [Presentation] AE信号駆動の高速度顕微鏡イメージングによるMg89Zn4Y7合金の局部腐食開始時のその場観察2023

    • Author(s)
      矢田貝暢, 武 凱歌, 白岩隆行, 榎 学
    • Organizer
      日本金属学会春期(第172回)講演大会
  • [Presentation] Strain accumulation due to kink bands formed in Mille-feuille α/β Ti-12Mo alloy2023

    • Author(s)
      J. Zhu, F. Briffod, T. Shiraiwa, S. Emura, M. Enoki
    • Organizer
      日本金属学会春期(第172回)講演大会
  • [Presentation] Al基共晶型ミルフィーユ材料の力学特性支配因子の解明2022

    • Author(s)
      萩原幸司,徳永透子,大澤周平
    • Organizer
      軽金属学会 2022年春期講演大会(第142回大会)
  • [Presentation] LPSO相,これに派生したミルフィーユ材料が示す特異な塑性変形挙動2022

    • Author(s)
      萩原幸司
    • Organizer
      日本材料学会 第2回マルチスケールマテリアルモデリングシンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] Al/Al2Cu組織型ミルフィーユ材料の力学特性支配因子2022

    • Author(s)
      大澤 周平,萩原 幸司,徳永 透子
    • Organizer
      第171回日本金属学会2022年秋期大会
  • [Presentation] Mg/LPSO複相合金の強化挙動の統一的理解2022

    • Author(s)
      山本 和輝,萩原 幸司,徳永 透子,山崎 倫昭,眞山 剛,河村 能人,中野 貴由
    • Organizer
      第171回日本金属学会2022年秋期大会
  • [Presentation] 組織型ミルフィーユ構造材料におけるキンク形成と強化2022

    • Author(s)
      萩原幸司
    • Organizer
      第171回日本金属学会2022年秋期大会
  • [Presentation] 共晶系組織型ミルフィーユ材料の力学特性支配因子2022

    • Author(s)
      萩原 幸司,徳永 透子,大澤 周平
    • Organizer
      日本機械学会 M&M 2022 材料力学カンファレンス
  • [Presentation] Mg/LPSO複相合金の強化挙動と組織の相関2022

    • Author(s)
      山本 和輝,徳永 透子,萩原 幸司
    • Organizer
      日本金属学会・日本鉄鋼協会東海支部 学生研究発表会
  • [Presentation] Al-Cu系組織型ミルフィーユ合金の組織・力学特性制御2022

    • Author(s)
      大澤 周平,萩原 幸司,徳永 透子
    • Organizer
      日本金属学会・日本鉄鋼協会東海支部 学生研究発表会
  • [Presentation] Mg/LPSO複相合金の組織と力学特性の相関2022

    • Author(s)
      萩原幸司,徳永透子,山崎倫昭,眞山 剛,山本和輝,杉田三佳
    • Organizer
      軽金属学会 2022年秋期講演大会(第143回大会)
  • [Presentation] 種々の組織制御による高強度マグネシウム合金開発の現状2022

    • Author(s)
      萩原 幸司
    • Organizer
      軽金属学会・国際連携を見据えたマグネシウム・チタン若手研究会
    • Invited
  • [Presentation] Kink-band formation in various mille-feuille structured Mg- and Al-based materials2022

    • Author(s)
      Koji Hagihara, Toko Tokunaga, Shuhei Ohsawa
    • Organizer
      Materials Research Society (MRS) 2022 fall meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Kink-band formation in mille-feuille structured metallic materials prepared by directional solidification2022

    • Author(s)
      Koji Hagihara, Toko Tokunaga
    • Organizer
      5th International Symposium on Long Stacking/Order and Millefeuille Structures "LPSO/MFS 2022"
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Kink-band formation in Mg/LPSO two-phase alloys2022

    • Author(s)
      Toko Tokunaga, Koji Hagihara, Michiaki Yamasaki, Tsuyoshi Mayama, Yoshihito Kawamura, Takayoshi Nakano
    • Organizer
      5th International Symposium on Long Stacking/Order and Millefeuille Structures "LPSO/MFS 2022"
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Microstructure and plastic deformation behavior of α/β Ti-9Cr alloy with a multi-layered structure2022

    • Author(s)
      F. Briffod, J. Zhu, T. Shiraiwa, M. Enoki, S. Emura
    • Organizer
      軽金属学会第142回春期大会
  • [Presentation] Al/Al2Cu共晶合金におけるキンク生成挙動の解析2022

    • Author(s)
      濵田直弥, 白岩隆行, F. Briffod, 榎 学, 萩原幸司
    • Organizer
      日本材料強度学会学術講演会
  • [Presentation] Al/Al2Cu共晶合金におけるキンク生成挙動の解析2022

    • Author(s)
      濵田直弥, 白岩隆行, F. Briffod, 榎 学, 萩原幸司
    • Organizer
      日本金属学会秋期(第171回)講演大会
  • [Presentation] Investigation of kink formation during high-temperature compression in Mg-Zn-Y alloy with LPSO phase2022

    • Author(s)
      Shen Yu, F. Briffod, T. Shiraiwa, M. Enoki
    • Organizer
      日本金属学会秋期(第171回)講演大会
  • [Presentation] Mg-Zn-Y合金の腐食過程における微細組織の影響2022

    • Author(s)
      矢田貝暢, 武 凱歌, 白岩隆行, 榎 学
    • Organizer
      日本金属学会秋期(第171回)講演大会
  • [Presentation] Kink band formation on Mille-feuille α/β Ti-9Cr alloy with numerical simulations2022

    • Author(s)
      J. Zhu, F. Briffod, T. Shiraiwa, S. Emura, M. Enoki
    • Organizer
      日本金属学会秋期(第171回)講演大会
  • [Presentation] Analysis of kink formation behavior in Al/Al2Cu eutectic alloys using AE2022

    • Author(s)
      N. Hamada, T. Shiraiwa, F. Briffod, M. Enoki, K. Hagihara
    • Organizer
      The 17th TU-SNU-UT Student Workshop
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Analysis of kink formation behavior in Al/Al2Cu eutectic alloys using AE2022

    • Author(s)
      N. Hamada, T. Shiraiwa, F. Briffod, M. Enoki, K. Hagihara
    • Organizer
      The 26th International Acoustic Emission Symposium
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Analysis of kink formation behavior in Al/Al2Cu mille-feuille structured alloys2022

    • Author(s)
      T. Shiraiwa, N. Hamada, F. Briffod, M. Enoki, K. Hagihara
    • Organizer
      The 5th International Symposium on Long-Period Stacking/Order Structure and Mille-feuille Structure
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Numerical investigation of the favor microstructure of kink band formation on mille-feuille α/β Ti-9Cr alloy2022

    • Author(s)
      J. Zhu, F. Briffod, T. Shiraiwa, S. Emura, M. Enoki
    • Organizer
      The 5th International Symposium on Long-Period Stacking/Order Structure and Mille-feuille Structure
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 異方性結晶の単結晶圧縮試験におけるキンク帯形成2022

    • Author(s)
      岸田恭輔, 野瀬浩晃, 大影晃平, 乾 晴行
    • Organizer
      日本金属学会2022年秋期(第171回)講演大会
  • [Presentation] Fe-Cr系σ相における特異なすべり変形2022

    • Author(s)
      岸田恭輔, 鈴木広崇, 奥谷将臣, 乾 晴行
    • Organizer
      日本金属学会2022年秋期(第171回)講演大会
  • [Presentation] α-Mn単結晶マイクロピラーの室温圧縮変形2022

    • Author(s)
      鈴木広崇, 奥谷将臣, 岸田恭輔, 乾 晴行
    • Organizer
      日本金属学会2022年秋期(第171回)講演大会
  • [Presentation] Cr23C6単結晶マイクロピラーの室温塑性変形2022

    • Author(s)
      伊藤充洋, 岸田恭輔, 乾 晴行
    • Organizer
      日本金属学会2022年秋期(第171回)講演大会
  • [Presentation] パーライト鋼単結晶マイクロピラーの塑性変形挙動2022

    • Author(s)
      森崎 睦, 門田信幸, 岸田恭輔, 乾 晴行
    • Organizer
      日本金属学会2022年秋期(第171回)講演大会
  • [Presentation] Direct observation of zonal dislocations in s-FeCr by atomic resolution scanning transmission electron microscopy2022

    • Author(s)
      K. Kishida, M. Okutani, H. Suzuki, H. Inui
    • Organizer
      2022 MRS fall meeting & exhibit
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Plastic deformation behavior of single crystalline pearlitic steel investigated by micropillar compression method2022

    • Author(s)
      M. Morisaki, N. Kadota, K. Kishida, H. Inui
    • Organizer
      2022 MRS fall meeting & exhibit
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] パーライト鋼単結晶マイクロピラーの圧縮変形挙動の方位依存性2022

    • Author(s)
      森崎 睦, 門田信幸, 岸田恭輔, 乾 晴行
    • Organizer
      日本金属学会2023年春期(第172回)講演大会
  • [Remarks] 名古屋工業大学 材料組織・塑性制御工学研究室 (萩原研究室) HP

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Published: 2023-12-25  

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