2017 Fiscal Year Annual Research Report
Grain refinement of steels by conroling strain field associated with displacive transformation
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16H04532
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
宮本 吾郎 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (60451621)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | マルテンサイト / キーワード / せん断型変態 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年は、以下の二点に取り組んだ。
（１）マルテンサイトのバリアント選択機構の解明
本年は、Fe-C, Fe-NiおよびFe-C-Ni合金における種々のマルテンサイト組織におけるバリアント構造を調査した。各試料をオーステナイト化のち焼き入れてマルテンサイトを得た。また、Ms点が室温以下の試料についてはサブゼロ処理によりマルテンサイトを得た。得られたマルテンサイト組織について、バリアントの隣接傾向を調査した。その結果、ラスマルテンサイトでは、最密面平行関係を共有するバリアントが隣接しやすくその中でも方位差の小さなバリアントもしくは双晶関係にあるバリアントが隣接しやすいことが明らかとなった。一方、レンズマルテンサイト、バタフライマルテンサイトでは、晶癖面が平行に近い特定バリアントが隣接しやすいことが明らかとなった。自己緩和機構ではこれらの優先隣接バリアントは説明がつかない。一方、バリアント界面でのひずみの連続性に注目するKinematic compatibilityを解析すると、いずれの優先隣接バリアントもK-C条件に有利なことから、バリアント境界でのひずみの連続性がバリアント構造発達に大きく影響しているものと考えられる。
（２）薄膜試料でのマルテンサイト
薄膜試料のマルテンサイト変態では周囲の拘束が少なくなるため、マルテンサイト変態に及ぼす試料厚さの影響を調査することで、ひずみの影響を明確にできるものと考えられる。そこで、種々の厚さを有するFe-32Ni合金を冷却してマルテンサイト変態させ、その組織を調査した。電気抵抗およびDSC測定によりMs点を調査したが、予想に反し、試料厚さが薄くなるほどMs点は低下する結果となった。また、マルテンサイト組織は30um-1mmの試料厚さではほとんど変わらない結果となったため、この調査を打ち切ることにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初、薄膜試料でのマルテンサイト変態を調査することで、変態ひずみの影響を明確にできると考えていたが、薄膜化することで表面状態や表面方位の影響が大きくなり、Ms点やマルテンサイト組織は試料厚さの影響以外の因子に影響されることが明らかとなり、方針を変更したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
薄膜試料を用いて変態ひずみの影響を明確にすることは、困難であることが明らかになったため，当初予定していた様々なバルク組成を有する試料を用いた実験を拡張し，Fe-Mn-C合金を中心として，γ粒径，炭素濃度およびMn濃度を変えた試料におけるラスマルテンサイトのブロックサイズ，パケットサイズを系統的に調査することに加え，部分焼入れ材を用いて母相粒界でのマルテンサイトの核生成およびマルテンサイト／母相界面における自己緩和による核生成を調査して，変態ひずみがラスマルテンサイト組織サイズに及ぼす影響を明確にする．
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