極低炭素鋼ラスマルテンサイトにおける短いき裂の進展機構の解明

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K22468
• Research Institution: Shimane University
• Principal Investigator: 植木 翔平 島根大学, 学術研究院理工学系, 助教 (50880382)
• Project Period (FY): 2020-09-11 – 2022-03-31
• Keywords: 鉄鋼材料 / マルテンサイト / き裂伝播機構 / 透過型電子顕微鏡

Outline of Annual Research Achievements

先進高強度鋼の主要組織であるラスマルテンサイトでは、その微細で複雑な階層組織のために、疲労き裂伝播機構について未だ明らかとされていないところが多く存在する。本研究では、透過型電子顕微鏡を用いてき裂先端近傍の転位運動をその場観察することで、き裂開口時の転位挙動を捉え、その伝播機構について新たな知見を得ることを目的としている。研究代表者は、厚さ数十ミクロンの超小型コンパクトテンション（CT）試験片を用いた疲労試験により、極低炭素鋼のき裂伝播挙動はマルテンサイトの晶癖面方位に強く依存することを明らかにしている。本研究で扱う、き裂開口時の転位挙動の調査においても晶癖面方位に注目する。
本年度は、透過型電子顕微鏡内で引張荷重を負荷する際の、所望の組織を観察領域に配置する手法の確立に着手した。EBSDを用いて、あらかじめ結晶方位を同定し、FIB装置を駆使することで、試料作製方法を構築した。また、超小型CT試験片を用いた疲労試験で、き裂伝播挙動に及ぼす応力拡大係数の影響についても調査を行った。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初計画していた試料作製方法の構築が完了したことに加え、応力拡大係数の影響についても実験を実施できたことから、おおむね順調に進展していると判断した。

Strategy for Future Research Activity

作製した試料を透過型電子顕微鏡内引張実験に供し、単一ブロック内およびブロック境界近傍でのき裂周り転位挙動についての知見を得る。

Causes of Carryover

当初の計画より少ない経費で試料作製法構築が完了できた。そのため、次年度使用額が生じたが、これについては実験に用いる消耗品費として繰り越して使用することとした。