低放射化材料の変態超塑性変形を応用した成形技術開発研究

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K18306
• Research Institution: National Institute for Fusion Science
• Principal Investigator: 能登 裕之 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (50733739)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 変態超塑性 / 低放射化フェライト鋼

Outline of Annual Research Achievements

研究代表者は、本申請の当初、低放射化フェライト鋼という先進エネルギー材料における製造後の難加工性の解決へ向け、変態超塑性を応用したこれまでにない革新的な超塑性成形（ＳＰＦ）の実現を目指し研究を開始した。本材料は、これまで変態超塑性の発現が確認されていない材料であったため、この発現を調査する研究から着手した。
１年目の調査では、900℃前後で相変態を起こす低放射化フェライト鋼（ＪＬＦ－１）を研究材料とし、本来の降伏強度を大きく下回る一定荷重下で800/1000℃の温度変動（温度サイクル）を加えることにより、最大170~200%という巨視的な変形結果を得た。比較として、温度変動を与えない試験も行ったが、このような巨視的な挙動は見られなかった。この比較より、巨視的な変形は温度変動が要因となっており、その相変態が駆動力となっていることが明らかになった。２年目の調査では、その変形前後の組織観察を行い、変形前後でその差が少ないことが明らかになった。この要因として、相変態を引き起こす熱変動は、変形のための処理として進みながらも、同時に組織制御の熱処理としても寄与していたためと考えられる。３年目にはこれまでの引張試験のデータをまとめ、論文化作業を進めると同時に、圧縮試験を行うための圧縮機等周辺機器の設計および敷設作業を行った。しかしながら、当初計画していた圧縮試験は、技術上および安全上の観点から、引張試験と比べ非常に困難な課題をはらんでおり、本申請内での完結は困難であると判断した。
その一方で、本申請期間で得られた研究結果は、長きにわたる超塑性（変態超塑性）の学術研究の中で、初めて先進エネルギー材料でも発現することを明らかにした。またこれらの知見は、次の申請研究（基盤Ｃ）におけるＳＰＦへ向けた圧縮試験研究に大きく貢献できると期待される。