2019 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 / マルテンサイト / ベイナイト / チタン合金 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
鋼材をオーステナイト化後、オーステナイト固溶体中にゆらぎを生成させることにより、マルテンサイトラスの微細化ならびにそれに伴う硬度上昇を生じさせることが可能であることを明らかにした。さらに、オーステナイト化温度を変えることによって、オーステナイト中の熱平衡空孔濃度を変えることができ、固溶体中の空孔量が多いほどゆらぎは早期に生じ、さらにゆらぎの頻度もしくは大きさも大きくなることが明らかとなった。
そして、オーステナイト粒界からフェライトが析出し始めると、固溶体中のゆらぎは低減するため、結晶粒径が大きいほどゆらぎが生じている時間が長時間化する傾向となった。フェライト生成により、オーステナイト中の炭素濃度が上昇することがゆらぎの状態を変化させるといえる。ゆらぎの形成は、マルテンサイト組織の微細化を招くため、オーステナイト化温度が高く、固溶体中の空孔量が多いほうが、ゆらぎ生成処理を行った後のマルテンサイトの微細化が生じて、マルテンサイトの硬度は上昇するといえる。
また、ベイナイト変態についても、ゆらぎの生成はその変態を促進することが明らかとなった。つまり、ゆらぎ生成処理は、無拡散変態であるマルテンサイト変態のみならず、拡散が関与するベイナイト変態に対しても影響を及ぼし、組織の制御に役立つことが明らかとなった。そして、ゆらぎ生成処理をベイナイト変態処理の前に施すことにより、鋼材の0.2%耐力の向上ならびに延性の向上が認められた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナウィルス感染拡大により、他大学での引張試験用合金作製が出来なくなった。他大学での引張試験用合金作製ができなくなったため、新たな方法で引張試験片を作製する技術を検討するために追加の時間を要した。また、ゆらぎを電気抵抗にて評価する装置の試料加熱部分が故障しているが、外部加熱装置と併用して実験が行えるように改良することに時間を要した。
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| Strategy for Future Research Activity |
新たな引張試験の方法を確立したことを基に、ゆらぎ生成処理により変化した微細組織が有する機械的特性について詳細に調査を行っていくことにより研究を推進する。また、ゆらぎを電気抵抗測定から捉えることにより、間接的にゆらぎを評価することを進めていき、さらに、TEMのその場観察によるゆらぎの直接測定についても実験を進めて、研究全体の研究を推進する。
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