2015 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロ材料試験による鋼のマルテンサイト強度発現機構の解明と強靭化設計への展開
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15H02302
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
高島 和希 熊本大学, 自然科学研究科, 教授 (60163193)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
峯 洋二 熊本大学, 自然科学研究科, 准教授 (90372755)
眞山 剛 熊本大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (40333629)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 構造機能材料 / 機械的性質 / 鉄鋼材料 / マルテンサイト / 材料試験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
マルテンサイト組織は鋼の強化設計の基盤となるきわめて重要な組織であるが、そのintrinsicな機械的性質や強化メカニズムについては、現在でも不明な点が残されている。これはマルテンサイト組織が複雑な階層的構造をしているためである。研究代表者らは材料組織から微小試験片を採取し、微小領域における変形挙動及び機械的性質を評価できる手法を世界で初めて開発している。本研究ではこの新しい材料試験技術を利用して、複雑な階層構造を有する鋼のマルテンサイト組織の強度発現機構の解明を行うことを目的としている。平成27年度においては、[1]ラスマルテンサイトの各階層組織から微小試験片を採取する手法と、そのマイクロ引張試験技術の確立を行うとともに、[2]単一構成組織要素の試験結果に基づいて、マルテンサイトラスのintrinsicな強度を明らかにした。また、[3]各構成組織要素の結晶塑性モデリングを行い、計測結果との比較検討を行った。その結果、[1]に関しては、FIBとEBSDを用いて、１つのパケットから微小試験片切り出し、本研究室で開発したマイクロ材料試験機を用いることで、引張試験を行うことに成功した。[2]に関しては、ブロックの晶癖面の方位を変えた試験片を切り出して引張試験を行うことで、一つのブロックにおける臨界分解せん断応力(CRSS)を算出することができた。その結果、晶癖面内すべりのCRSSは、面外すべりのCRSSより低いこと、また、マルテンサイトも一つのブロック内では大きく塑性変形することも判明した。 [3]に関しては、[2]で算出したCRSSに基づいて結晶塑性有限要素を用いて、計算機シミュレーションにより応力－ひずみ曲線及びその方位依存性を求めたところ、マイクロ引張試験片で計測された結果と一致した。この結果は、材料組織の構成要素から、マクロな機械的性質を予測できる可能性を示唆している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本年度に目標としていた３つの研究計画について、すべて順調に実施することができただけでなく、次年度に行う予定であった複数の構成組織要素を含む計算機シミュレーションの一部を前倒しで行うことができたことから、当初の計画以上に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度においては、複数の構成組織要素を含むマイクロ試験片を準備し、変形挙動、機械的性質に及ぼす要素間の方位、境界の影響明らかにするとともに、それらの結晶塑性シミュレーション手法を確立させる。
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