2015 Fiscal Year Annual Research Report
新原理に基づく高炭素鋼マルテンサイト組織の強化機構の解明
| Project/Area Number |
15H02304
|
|---|
| Research Institution | National Institute for Materials Science |
|---|
Principal Investigator |
平 徳海 国立研究開発法人物質・材料研究機構, その他部局等, その他研究員 (80354207)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
阿部 太一 国立研究開発法人物質・材料研究機構, その他部局等, その他研究員 (50354155)
大沼 正人 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90354208)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | 炭素鋼 / 相変態 / オメガ相 / マルテンサイト / 炭化物 / 透過電子顕微鏡 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
平成27年度は種々の炭素含有量の２元系モデル合金(Fe-C)を作成し、透過電子顕微鏡(TEM)、X線回折(XRD)およびX線小角散乱(SAXS)により、急冷マルテンサイト組織の結晶構造を検討した。炭素含有量がFe-0.1C(wt.%)からFe-2.0C(wt.%)まで、いずれの組成でもオメガ(ω)相が形成することをTEMにより確認した。オメガ相はいつもマルテンサイトの双晶組織で現存している。同一試料について、XRDによる測定ではω相のピークは確認できなかったものの、低炭素濃度の鋼において自己焼き戻しにより形成した炭化物相が異なっている可能性を見いだした。同様にTEMにおいても新しい炭化物の形成を確認した。一方、SAXS測定ではXRDで炭化物の形成が見られない鋼において極めて微細な組織に対応する散乱を確認した。現在、ω相との関係を調べている。さらに、TEM測定において得られた種々の回折パターンからω相とbcc母相との３次元的な方位関係を詳細に検討し、形成初期の構造モデルを提案した。TEMによって、窒素鋼中のオメガ相が確認した。急冷した鉄鋼中に形成するオメガ相により、fccからbccまで相変態原子モデルを築き、炭素鋼のマルテンサイト構造のほとんどを説明できる。オメガ相の形成を基礎とした鉄鋼マルテンサイト変態の新学理を確立することが可能性ある。以上の結果をネイチャー・パブリッシング・グループ（NPG）のScientific Reports(オープンアクセスの電子ジャーナル)、国際学術誌（Acta Metall. Sin.(Engl.Lett.)）、および学術会議（Asia Steel International Conference 2015）で発表した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
透過電子顕微鏡(TEM)による種々の方位からの電子回折パターンの取得により、オメガ(ω-Fe)相とbcc-Fe相との３次元的な方位関係がほぼ解明できている。また、一見すると転位組織のように見える結晶粒についても、試料を種々の方位から観察した結果、双晶が確認できており、当初提案の構造モデルの普遍性をほぼ確認できている。また、SAXS測定により、TEM観察結果と類似したサイズ領域に対応する散乱が得られていることから計画どおりにに進捗していると判断した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
平成27年度に試験的に行ったin-situ TEMにより、ω相を含む双晶組織からラス組織への組織変化過程を追跡可能であることがわかった。今年度はこの結果を詳細に解析し、ω相からセメンタイト相への変化過程を追跡する。とくに、ω相と特定の方位関係を有する炭化物の存在が示唆されており、これをXRDおよびTEMで証明することで、既知の組織とω相を主軸とするマルテンサイト組織形成過程との関係を解明する予定である。
|
