超微細粒組織を持つバルク構造用材料の温間強ひずみ圧延による創製

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10305054
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 齋藤 好弘 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20029101)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 左海 哲夫 大阪大学, 大学院・工学研究科, 講師 (80029298) ; 宇都宮 裕 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (80252584) ; 辻 伸泰 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (30263213)
• Keywords: 強ひずみ加工 / 超微細結晶粒 / ARB / 局所方位測定 / 高強度 / Hall-Petchの関係 / 粒成長 / 機械的性質

Research Abstract

極低炭素IF鋼に対して種々のひずみ量まで773Kでの繰り返し重ね接合圧延(ARB)を行い、得られた材料の詳細なTEM観察とTEM/Kikuchi線解析による局所方位解析によって、超微細結晶粒組織の形成機構を明らかにした。これによれば、強ひずみ加工によって大きな方位差を持つdeformation induced boundary(DIB)が均一に導入され、材料組織はサブミクロン単位に分断される。これらが回復によって明瞭な粒界を持つ超微細粒となる。この過程は、その場再結晶(in-situ recrystallization)と呼ぶことができた。
種々のひずみ量のARBを施されたIF鋼の焼鈍に伴う組織と機械的性質の変化を明らかにした。ひずみ量が十分でない場合(2.4以下)、材料中には大きな局所方位差を持つ領域と持たない領域とが混在し、その結果、焼鈍時に通常の核生成・成長機構による再結晶が生じる。十分なひずみが与えられ、大きな局所方位差が均一に導入された場合には、焼鈍によって超微細粒の均一な通常粒成長が起こり、種々の粒径の超微細粒材が得られる。超微細粒フェライト鋼の強度と粒径の間にはHall-Petchの関係が成り立つこと、フェライト単相鋼の場合には粒径1μm以下で塑性不安定が生じて十分な均一伸びが得られないことが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] 伊藤良規: "超微細結晶粒アルミニウムの焼鈍に伴う組織と機械的性質の変化"日本金属学会誌. 64. 429-437 (2000)
• [Publications] 辻伸泰: "繰り返し重ね接合圧延により強ひずみ加工された極低炭素鋼における超微細結晶粒"まてりあ. 39. 961 (2000)
• [Publications] N.Tsuji: "Ultra Fine Grained Ferrous and Aluminum Alloys Produced by Accumulative Roll- Bonding"Ultrafine Grained Materials. 207-218 (2000)
• [Publications] S.H.Lee: "Fabrication and Refinement of 6061 (p) /6063 Aluminum Laminate by Accumulative Roll-Bonding (ARB) Process"Proc.of Int.Conf.on Aluminum Alloys (ICAA-7). 1169-1174 (2000)
• [Publications] N.Tsuji: "In-situ Recrystallization of Ultra-fine Grains in Highly Strained Metallic Materials"Proc.of 21st RISO Int.Symp.on Materials Science. 607-616 (2000)
• [Publications] 齋藤好弘: "ARB・焼鈍法により製造された微細結晶粒アルミニウムの組織と機械的性質"第3回スーパーメタルシンポジウム論文集. 149-161 (2001)