2010 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ・メゾ調和組織制御による高機能材料の創製と評価
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21360344
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
飴山 惠 立命館大学, 理工学部, 教授 (10184243)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
坂根 政男 立命館大学, 理工学部, 教授 (20111130)
鳥山 寿之 立命館大学, 理工学部, 教授 (30227681)
張 聖徳 立命館大学, 理工学部, 助教 (00454520)
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| Keywords | ナノ結晶 / メゾ結晶 / 調和組織 / 高強度 / 高延性 / 組織制御 / 均一伸び / 変形挙動 |
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| Research Abstract |
構造用材料において、高強度と高延性は両立し得ない二律背反のものである、とこれまで考えられてきた。これに対して、本研究代表者は、従来とはまったく異なる、微視的構造の「不均質・調和・超微細」(Hetero-)という発想を基に、超強加工粉末冶金プロセスを応用し、超微細結晶粒(平均結晶粒径:数十～数百nm)と粗大結晶粒(数ミクロン～数十ミクロン)の両者を調和的に配置した調和組織制御を行うことにより、革新的な力学特性:「高強度と高延性が同時に発現する」ことを、種々の金属材料(鉄鋼材料、非鉄金属材料)で実証した。本研究では、「調和組織」の形成によってもたらされる革新的力学特性を有する金属材料の普遍的な組織制御方法を確立するとともにその特性発現機構を解明し、最適プロセスを提案することを目標として研究を進めてきた。
H22年度は、ナノ・メゾ調和組織制御を行ったSUS304L、SUS316L(いずれもオーステナイト系ステンレス鋼)、純チタン、Ti-6Al-4V合金、純鉄、純銅、について組織ならびに機械的性質について詳細な検討を行った。その結果、従来、ステンレス鋼では観察されなかった、σ相析出に起因した擬似的降伏点降下現象を見出した他、破壊様式にいくつかの共通点が見られることが明らかとなった。特に、ナノ結晶領域からメゾ結晶粒域に懸けての結晶粒径勾配が機械的特性と密接な関連を有することが明らかとなった。さらに、変形機構として、加工硬化率曲折を詳細に解析することが有効であることが明らかとなった。
これらの研究成果を国内外の学会、シンポジウム等で成果発表を行った。
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