2018 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of Strengthening Mechanism in Martensite of Steels by Micromechanical Testing and Its Application to Toughening Design
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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, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (60163193)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
峯 洋二 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (90372755)
眞山 剛 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 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 / 機械的性質評価 / 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の微視組織が複雑な階層的構造を呈しているためである。本研究では研究代表者らが開発したマイクロ材料試験技術に加え、結晶塑性有限要素シミュレーションを活用して、マルテンサイトの強度発現機構を明らかにするとともに、マルチスケール的な強化設計へと展開し、強度・靱性に優れる鉄鋼材料設計の指導原理の提案へとつなげる。平成３０年度においては、複数ブロックやパケット構造を模擬した試験片に対して結晶塑性有限要素シミュレーションによる引張試験を行い、実際のマイクロ引張試験結果と比較することで、マルチスケールシミュレーションへの展開の可能性について検討した。前年度までの成果で、ラスマルテンサイト組織については、ラスの集合体であるブロックが機械的性質を支配する最小組織単位と見なせることがわかったが、同時に結晶塑性異方性が生じることも明らかとなった。そこで単一ブロック組織に対する変形挙動のシミュレーションの精度を向上させるために、適用するパラメータの最適化を進めた。その結果、単一ブロック試験片のマイクロ引張試験について、昨年度よりも精度よく変形挙動を再現することが可能となった。また、複数ブロックから構成される試験片及びパケット境界を有する試験片に対しても改善したパラメータを用いることで、強度、変形挙動に対するシミュレーションの精度を大きく向上させることができた。上記の結果は、本研究で開発した結晶塑性有限要素シミュレーションにより、階層的微視構造を有するマルテンサイト組織の力学特性を完全に再現できることを示しており、バルクのマルテンサイト組織鋼の機械的性質評価が、本シミュレーションによって可能になることを示唆している。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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