2020 Fiscal Year Annual Research Report
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19K15279
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
山下 享介 大阪大学, 接合科学研究所, 助教 (20829080)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 中性子回折 / 中Mn鋼 / TRIP効果 / 不均一変形 / デジタル画像相関法 / その場観察 / マルテンサイト変態 / 加工硬化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
次世代高強度鋼として期待される5~10 mass%のマンガンを含む中Mn鋼はBCC構造の母相(α)と準安定なFCC構造のオーステナイト(γ)から成る。この中Mn鋼では、局所変形(リューダース変形)が生じ、その局所変形中にγがマルテンサイト(α')へと加工誘起相変態することが報告されている。引張変形中その場中性子回折法は加工誘起相変態挙動の検討に対する最も強力な手法の一つであるが、既存の装置ではその測定領域内にて生じた局所変形の同定は困難である。本研究では、デジタル画像相関(DIC)法と赤外線サーモグラフィ(IRT)による局所変形の同定と引張変形中その場中性子回折試験を同時に行える試験環境を整え、局所変形中に生じた加工誘起相変態挙動の明確化を試みた。初年度にDIC法＋IRTを組み合わせた引張変形中その場中性子回折試験を大強度陽子加速器施設J-PARC内の工学材料回折装置TAKUMIにて、同一の化学組成(0.15C-0.44Si-4.95Mn)で熱処理温度の異なる3種類の中Mn鋼に対して実施した。最終年度では中性子回折法から得たデータを解析することで以下のような結果を得た。
(1)いずれの中Mn鋼も初期γ量は45％程度であったが、局所変形の通過後では10％程度まで減少した。このとき、γは方位によらず変態していた。その後、変形の進行に伴いγは徐々に変態し、試験後ではほぼ全てα'へと変態していた。
(2)局所変形の通過前の母相αとγの相応力は同程度の値であったが、通過後ではγの相応力が著しく減少した。局所変形後の相応力の大小関係はα'>母相α>γであった。
(3)局所変形の通過前では母相αとγが主に強度を担い、通過後では母相αと生成したα'が強度を担っていた。局所変形後にα'が担う強度は著しく増加しており、本研究の中Mn鋼の著しい加工硬化の増大にはα'が大きく寄与することが示唆された。
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