2012 Fiscal Year Annual Research Report
非金属化合物を核とした鋼の結晶生成と高性能鋼への応用
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23246130
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
小関 敏彦 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70361532)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 鉄鋼材料 / 相変態 / フェライト / 格子整合 / 異質核生成 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、非金属化合物からの鋼の相変態の詳細な検討を通し、非金属／金属界面、その界面からの金属結晶の生成・成長を明らかにすることにある。本年度はこのために次の2つの実験を進めた。
1つ目は、単結晶の化合物粒子を埋め込んだ鋼試料を加熱して鋼をオーステナイト化した後、所定の速度で冷却した際に化合物表面から変態生成する鋼のフェライトの形態、結晶学的特徴を検討するもので、冷却途上で保持あるいは急冷することでそれらの変化を追った。その結果、Ti窒化物からのフェライト生成は比較的高温から起こり、形態的にはアスペクト比の低いポリゴナルフェライトが、窒化物とはBaker-Nuttingの方位関係を保ちながら生成するが、Ti酸化物からのフェライト変態は比較的低温で起こり、形態的にはアシキュラー状の形態を示し、化合物との結晶学的対応は示さないが、母相オーステナイトとはKurdjumov-Sachsの方位関係を持つことを明らかにした。またTi窒化物からのポリゴナルフェライト生成後、比較的低温で保持すると、そのフェライトからアシキュラー状のフェライトが二次生成することも明らかになった。
2つ目は、単結晶のB1型化合物上に鋼を薄膜状に蒸着し、オーステナイト熱処理によって結晶学的にはランダムかつ単結晶の微細球状オーステナイトとした後、冷却してフェライト変態を起こし個々の微細粒子の方位解析から、変態の核生成時の方位選択を検討した。その結果、化合物としてMgO(111)を用いた場合、鋼の変態温度が高い時は、フェライト核生成時に互いに格子整合性の良いBaker-Nuttingの方位関係が選択されるが、鋼の合金化を増し変態温度を低くするにつれ、格子整合性に拘束されない核生成が起こることが明らかになった。
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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
本年度から取り組んだ単結晶化合物上の微細な鋼の核生成挙動の解析は、母相および生成相が単結晶であり、核生成時の方位選択が明瞭であるとともに、同時に数百個の鋼粒子の解析が可能であるので確率論的な核生成時の方位選択の取り扱いが可能になる。これらの点は研究上の大きな進捗であり、全体としては順調に進捗しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
鋼のフェライト変態の異質核生成時の方位選択と形態の発達過程の解明、組織微細化のための必要条件の明確化を進める。これにより、結晶粒サイズや個数密度を制御した鋼組織を創造し、可能であればその特性評価、熱的安定性の評価を行う。
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