2020 Fiscal Year Annual Research Report
Breakthrough toward "second-generation" grain boundary engineering
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16H06366
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
連川 貞弘 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (40227484)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 重昭 足利大学, 工学部, 教授 (00323931)
大村 孝仁 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, 副拠点長 (40343884)
井 誠一郎 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, 主幹研究員 (60435146)
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| Project Period (FY) |
2016-05-31 – 2021-03-31
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| Keywords | 結晶・組織制御 / 粒界 / 粒界工学 / 転位 / ナノインデンテーション / TEM内その場変形 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度あたる本年度に得られた主な成果は下記の通りである。
1. Hall-Petchの関係に及ぼす粒界性格分布の影響を明らかにするために、SUS306L鋼を用いて、結晶粒径および粒界性格分布を系統的に制御した試料を作製し引張試験を行った。Hall-Petch係数kは明らかに粒界性格分布に依存し、対応粒界頻度が高いほどk値が大きいことが明らかとなった。Hall-Petch係数の変化は、ナノインデンテーション試験で明らかとなった隣接粒への塑性変形伝播の臨界応力の相対方位差依存性をよく反映していることが明らかとなった。
2. 異方性が強いMgの塑性変形の開始挙動を理解するため、Mg単結晶および双結晶について、種々の方位を圧縮方向とした試料に対してTEM内その場観察を行った。すべり変形が抑制された方位を有する単結晶ではマクロ的な降伏が生じることなく双晶変形が生じたが、同様な方位を含む双結晶の場合は、粒界から錐面すべり系に転位が生成され、双晶変形が生じることなく応力-ひずみ曲線上で降伏が認められた。このことは、粒界が転位の優先生成サイトとして作用することを改めて実証している。
3. 高積層欠陥エネルギー材料に対する粒界制御法として提案している「粒界面制御型粒界工学」の概念の有効性を検討した。純鉄多結晶を粒界面制御熱処理に供し、その前後において粒界エネルギーを比較した結果、粒界エネルギーの累積頻度分布が粒界面制御により低エネルギー側にシフトすることが見出された。これらの結果より、粒界面制御加工熱処理による粒界面の再配向により低エネルギー粒界頻度を高めることができることが明らかとなった。さらに、粒界面制御試料および非制御試料に対して硫酸・硫酸第二鉄腐食試験を行った結果、粒界面御試料は非制御試料と比較して腐食速度が低下することが確認された。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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