2017 Fiscal Year Annual Research Report
Microstructure refinement of steels using fluctuation in solid solution
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16H04538
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
小林 千悟 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 教授 (10304651)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平岡 耕一 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 教授 (00199043)
上田 正人 関西大学, 化学生命工学部, 教授 (40362660)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 組織微細化 / ゆらぎ / 鉄鋼材料 / 高強度 / マルテンサイト / ベイナイト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
チタン合金系における固溶体のゆらぎを利用した相変態制御に関する研究においては、α相析出前駆段階における固溶体中の変化が、焼入れ時に生成するω相の生成を促進することを明らかにした。そして、結晶学的立場からその固溶体中の変化は構造ゆらぎであることを推測するとともに、ソフトモードと関連付けて理論的に解析した。また、0.09C-1.8Mn-0.28Si-0.35Mo鋼を用いて固溶体のゆらぎによるマルテンサイト組織形成促進に関する研究では、日本金属学会 第160回秋期講演大会にて、「低炭素鋼マルテンサイト形成に及ぼすα相析出前駆段階熱処理の影響」と題して講演を行い、γ粒内の濃度もしくは構造のゆらぎが生じる条件で熱処理すると、α'マルテンサイト変態組織の硬度が上昇し、α'マルテンサイト変態組織の微細化が生じることを明らかにした。これはγ→α相変態を生じさせようとするγ粒内の濃度もしくは構造のゆらぎが氷塩水焼入れ時のα'マルテンサイトの核生成を促進し、その結果マルテンサイト組織が微細化したことが推測された。そして、さらに0.1C-3.0Mn鋼ならびに0.1C-1.5Mn-3Cr鋼においても同様の実験を行い、0.09C-1.8Mn-0.28Si-0.35Mo鋼と同様の現象、すなわち固溶体のゆらぎを利用してα’マルテンサイトの微細化とそれにともなう硬度上昇を確認し、鋼種によらず普遍的に生じる現象であることを示した。0.1C-3.0Mn鋼ならびに0.1C-1.5Mn-3Cr鋼を用いた研究においては、TTT曲線図とゆらぎを利用した組織微細化との相関関係についても検討し、明らかな相関関係が存在することを突き止めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
H28年度は、チタン合金や0.09C-1.8Mn-0.28Si-0.35Mo鋼を用いて固溶体のゆらぎによる組織微細化に関する研究を進め、固溶体中のゆらぎの存在とその組織微細化への利用についての知見を得ることができた。H29年度は0.1C-3.0Mn鋼ならびに0.1C-1.5Mn-3Cr鋼を用いて等温変態曲線図（TTT図）を作成したのち、種々の温度で析出前駆段階熱処理を行い、固溶体中のゆらぎによってマルテンサイト組織の微細化が可能であることを明らかにした。H30年度は、その場観察による固溶体中のゆらぎの直接観察を実施するほか、電気抵抗測定による固溶体中のゆらぎと電気抵抗変化を関連付けて調査するとともに、NMRを用いた原子スケールでのクラスターに関する考察を進め、固溶体中のゆらぎの原子レベルの状況を解明していく。研究計画全体としては計画にほぼ沿って進めている状態である。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究の方針は、チタン合金、0.09C-1.8Mn-0.28Si-0.35Mo鋼ならびに0.1C-3.0Mn鋼や0.1C-1.5Mn-3Cr鋼において固溶体のゆらぎを用いた組織制御に関する知見が得られており、これからは、TEMその場観察実験装置や電気抵抗装置ならびにNMRを併用して、さらに詳細な固溶体中の構造ゆらぎの解析を進めて行く予定である。
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