Microstructure control of carbon steel based on the investigation of precipitation mechanism of fine precipitates

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K15055
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 26050:Material processing and microstructure control-related
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: Saito Genki 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (00749278)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 析出物 / 炭素鋼 / 組織制御 / 析出 / その場観察 / 結晶粒 / 電子顕微鏡

Outline of Final Research Achievements

This study aimed to control microstructures based on the investigation of precipitation mechanisms of fine precipitates in carbon steels with addition of several alloying elements, and the following results were obtained.
(1) The volume fraction and size of precipitates were successfully evaluated by transmission electron microscopy, and the precipitation process was successfully observed by in-situ TEM. (2) After solid solution of precipitates at high temperature, the slow cooling rate cause the coarse growth of precipitation. (3) The fast cooling after solid solution temperature makes supersaturated solid solution, which is useful for fine precipitation at low temperatures and for grain refinement.

Free Research Field

材料科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

従来の研究ではAlNやNb(C,N)といった析出物の析出過程が個々に議論されてきたが、本研究は、AlNとNb(C,N)が同時に析出する場合の析出過程を詳細に解明し、材料組織との相関を議論した点で学術的意義がある。本手法で用いた電子顕微鏡による観察評価手法やその場観察方法は他の材料への適用も可能である。また、本研究は実用されている機械構造用鋼を対象としており、得られた結果から材料の成分系や熱処理条件を最適化できる点で、社会的意義が大いにある。高い鍛造加熱温度、速い冷却速度や低温の焼ならし条件はいずれも実際の製造プロセスで十分適用可能な条件であり、実用性が高いものである。