2017 Fiscal Year Annual Research Report
Fatigue crack propagation in steels
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16H06365
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
津崎 兼彰 九州大学, 工学研究院, 教授 (40179990)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小山 元道 九州大学, 工学研究院, 助教 (20722705)
福島 良博 九州大学, 工学研究院, 助教 (40156774)
野口 博司 九州大学, 工学研究院, 教授 (80164680)
濱田 繁 九州大学, 工学研究院, 准教授 (90432856)
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| Project Period (FY) |
2016-05-31 – 2021-03-31
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| Keywords | 疲労変形 / 疲労き裂停留 / 微小疲労き裂 / ひずみ時効 / マルテンサイト変態 / 鉄鋼材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、出口を見据えた夢のある基礎研究領域として、部材の設計強度を決定する金属疲労に注目して、「疲労き裂研究の新領域」を拓くことを目的としています。そのために、申請者達が独自に見出した常識を破る現象である(1)アルミ合金での疲労限の出現と(2)鉄鋼での低サイクル疲労の長寿命化の二つを研究シーズとして、そのメカニズムを徹底解明します。その知見をもとに、(a)高い疲労限を持つオーステナイト系ステンレス鋼や(b)水素環境下でも疲労特性が劣化しない鉄鋼など、従来常識を打ち破る新規の鉄鋼材料の創製を行います。第一ステージ（H28,29 年度）では、疲労限の出現と低サイクル疲労の長寿命化について、メカニズムの解明を中心とした研究を遂行しました。主な結果は以下のとおり。
■ 疲労限の出現のメカニズムを明らかにするために、Fe-C二元系のモデル合金を用いて疲労挙動の温度依存性を調査しました。その結果、疲労限には固溶炭素による動的ひずみ時効が重要であることを確認しました。また、Fe-30Mn-4Si-2Al合金の低サイクル疲労の長寿命化のメカニズムとして、FCC→HCPマルテンサイト変態によってき裂先端での変形の局在化が抑制されることを提案しました。以上の成果は、International Journal of Fatigue誌に論文掲載されました。
■ 初年度に予算前倒しによって導入した高分解能SEMを立ち上げ、疲労き裂先端での転位組織の観察に成功しました。成果は、Materials Research Letters誌にオープンアクセス掲載されました。
■ 耐水素鋼の候補として準安定高エントロピー合金に研究を展開し、水素下での引張特性の調査を行いました。成果は、Scripta Materialia誌に論文掲載されました。以上示した４つの主な成果を含めて、合計14編の論文発表を行いました。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
■ 研究開始2年目であるが、合計14報の論文発表を行った。昨年度末のScience誌論文掲載に続く、活発な研究活動を行うことが出来た。これにより成果を具体的定量的に示すことが出来た。
■ 初年度に予算前倒しによって導入した高分解能SEMを立ち上げ、疲労き裂先端での転位組織の観察に成功した。成果は、Materials Research Letters誌にオープンアクセス掲載された。これにより、第二ステージで行う予定の基礎研究対象である疲労き裂研究の新機軸のための強力な観察装置を得た。
■ 研究計画第二ステージで行う予定の応用研究対象である耐水素鋼開発の候補として、準安定高エントロピー合金に研究を展開し、水素下での引張特性の調査を行った。これにより第二ステージの研究計画の見通しを確実にした。
■ 初年度から行っている米国マサチューセッツ工科大学との共同研究に加えて、トルコ共和国コチ大学およびアブドラガル大学と共同研究し、論文発表を行った。これにより、国際共同研究の幅を広げることが出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
■ これまで得た成果と活動内容を広く周知公開するために、国際会議での発表を活発に行う。具体的には9月にセルビアで開催される 22nd European Conference on Fractureに参加し、集中的な発表を行う。
■ 予算前倒しによって初年度末に導入した高分解能SEMによる転位組織観察をさらに進める。本装置は、研究代表者が知る限り日本の公的機関には導入されておらず、本装置の活用によって画期的先駆的研究を推進する。
■ 昨年度新たに行ったトルコ共和国との国際共同研究をさらに推進する。具体的にはアブドラガル大学からインターンシップ学生を3か月弱受け入れて、連携を深める。
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| Remarks |
（１）：九州大学プレスリリース最新（2017年3月10日） http://www.kyushu-u.ac.jp/ja/university/publicity/pressrelease/latest/
（２）（３）：参画研究者所属の研究室のホームページ
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