2019 Fiscal Year Annual Research Report
中性子回折・鉄鋼組織形成シミュレーターによる組織解析法の革新
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17H03424
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
佐藤 成男 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (40509056)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小貫 祐介 茨城大学, フロンティア応用原子科学研究センター, 産学官連携助教 (50746998)
星川 晃範 茨城大学, フロンティア応用原子科学研究センター, 産学官連携准教授 (60391257)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 残留オーステナイト / 中性子回折 / ベイナイト変態 / TRIP鋼 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
鉄鋼製造プロセスにおける高温領域（約700～900℃）からの急冷－中温保持（350～500℃）におけるベイナイト変態、安定オーステナイト形成、オーステナイト相への炭素拡散を定量観察する国内外初の中性子回折組織解析システムを開発した。鉄鋼試料に対し、高速加熱、ガス急冷による温度制御と相変態をモニターする熱膨張計を搭載した試料環境をJ-PARC物質・生命科学実験施設のiMATERIAビームラインに設置した。本測定系は中性子光路を遮らない赤外線加熱システムにより最大1000℃まで加熱可能であり、液体窒素冷却したヘリウムガスにより20～30℃/sの冷却速度を実現している。iMATERIAビームラインでは試料を囲むように検出器がレイアウトされており、集合組織による回折強度の変動をモニターすることができ、それをRietveld-texture解析により良好な制度で残留オーステナイト相の相分率を評価することができる。
変態誘起塑性（transformation-induced plasticity：TRIP）を生じる低マンガン鋼を対象に、ベイナイト変態温度域で生じる残留オーステナイト相の相分率とオーステナイト相への炭素拡散現象を中性子回折から直接観察することに成功した。ベイナイト変態温度域では炭素濃度の異なる2種類のオーステナイト相が存在し、低炭素濃度のオーステナイト相は消失すると共に、炭素濃度の高い安定オーステナイト相が形成されることを明らかにした。また、ベイナイト変態域における低炭素／高炭素オーステナイトの安定性、相分率はベイナイト変態域の温度や冷却前の温度により顕著に変わることを明らかにした。冷却前のオーステナイト相の炭素濃度を中性子回折から解析し、それをもとにCCT線を計算から導出し、オーステナイト相、ベイナイト変態の挙動を考察することに成功した。
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| Research Progress Status |
令和元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 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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