2017 Fiscal Year Annual Research Report
Enhancement of ductility by controlling three dimensional structure and retained austenite in steels
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17H04958
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
南部 将一 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (00529654)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 組織制御 / 鉄鋼材料 / 強度 / 延性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、複雑な３次元連続構造を有する新規複相鉄鋼材料の革新的な強度・延性バランスの実現を可能とするため、３次元連続構造の組織形態について３次元的な計量形態学に基づいた評価を行い、その組織の特徴値と力学特性との関連性について明らかにし、さらに３次元連続構造を有する残留オーステナイトについて３次元組織解析および結晶塑性有限要素法を用いた応力場解析による検討を行い、その加工誘起変態挙動を解明することで、３次元連続構造の組織形態の制御指針および残留オーステナイトの制御指針を構築することを目的とする。
H29年度では、３次元連続構造の組織形態制御のため、高強度相であるマルテンサイトおよびベイナイトの3次元組織形態について検討した。3次元連続構造を有するための組織制御の指針を構築するためにはマルテンサイト変態およびベイナイト変態における組織形成過程を3次元的に明らかにする必要がある。そこで、変態途中の組織を有する試料を作製し、これらに対して全自動シリアルセクショニングが可能なGenus_3Dを用いて研磨および観察を逐次的に行い、さらに得られた結果から3次元組織の構築を行いその組織を評価した。また、残留オーステナイトの加工誘起変態制御のため、残留オーステナイトの引張変形中のその場観察を行い、SEM/EBSDによる結晶方位解析や画像相関法によるひずみ分布解析を合わせることで、残留オーステナイト中の応力、ひずみ場と加工誘起変態箇所について検討した。その結果、残留オーステナイトの大きさや形態によって加工誘起変態挙動が異なることを明らかにした。さらにシミュレーションとして、DREAM3Dを用いた高強度相と高延性相からなる3次元組織の構築、得られた組織に対して結晶塑性有限要素法による力学特性評価を行い、組織と力学特性の関係や、高延性相（残留オーステナイト相）中の応力場について評価した。
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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
実験および計算において高強度相と高延性相からなる3次元組織を構築し、組織と力学特性の関係について一定の成果を挙げている。また残留オーステナイトの加工誘起変態挙動についても実験および計算の両面で成果を挙げており、初年度の目標をおおむね達成しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
複雑な３次元連続構造を有する新規複相鉄鋼材料の革新的な強度・延性バランスを実現する、３次元連続構造の組織制御と残留オーステナイト制御の指導原理を構築するため、本年度はそれぞれの研究項目について以下のように研究を進める。
（１）３次元連続構造の組織形態制御
前年度に引き続き、作製した複相鉄鋼材料に対してシリアルセクショニング３D観察を行い、３次元組織の取得とその組織特徴値の抽出を行い、力学特性との関連性について検討する。さらに３次元組織を構築可能なシミュレーションソフトDREAM3Dによる３次元組織の作製および評価を行い、これら組織と力学特性の関連について結晶塑性有限要素法によって検討を行う。以上の実験および計算の両面から３次元組織と力学特性の関連について明らかにする。
（２）残留オーステナイトの加工誘起変態制御
残留オーステナイトの３次元的な形態を評価するため、作製した複相鉄鋼材料に対してFIB-SEM/EBSDによりその組織形態を評価する。さらに加工誘起変態した場所やひずみ量との関連について実験と計算の両面から検討し、加工誘起変態挙動に及ぼす影響因子について明らかにする。
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