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2011 Fiscal Year Annual Research Report

粒内核生成による鉄鋼材料のせん断型変態組織の微細化

Research Project

Project/Area Number 23686098
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

宮本 吾郎  東北大学, 金属材料研究所, 助教 (60451621)

Keywords金属組織 / 構造材料 / マルテンサイト / EBSD / 組織微細化
Research Abstract

本年度は,Fe-3Ni-1.5Mh-0.15C合金を用いて,973Kおよび773Kにおける一軸圧縮加工後の焼き入れおよび673K保持におけるマルテンサイト/ベイナイト変態挙動を調べた.また,レーザー顕微鏡を用いたベイナイト組織の観察手法を構築した.
オースフォームを施さずに室温への焼入れで生成したマルテンサイト及び673Kで3.6ksの恒温保持により生成したベイナイトでは,伸長方向の異なるブロックが入り乱れて生成しており,微細なパケットが観察される.973Kでオースフォームを施すと,マルテンサイト,ベイナイトともに,伸長方向の揃ったブロックが集団で生成し,粗大なパケットが形成されるようになるが,ベイナイトではその傾向は弱い.加工度の増加に伴って,マルテンサイト,ベイナイトともに,ブロックが微細化し,特にマルテンサイトで微細化の効果が大きい.773Kでオースフォームを施すと,973Kのオースフォームと同様に,加工度の増加に伴いブロックが微細化するが,微細化の度合いは,973Kのオースフォームと比べて小さい.
マルテンサイト及びベイナイトの変態集合組織は,加工度と加工温度により変化する.973Kでのオースフォームでは,マルテンサイトは<001>αと<111>αが圧縮軸に平行な集積を示し,加工度が30%から50%に増加すると,<001>αへの集積が弱くなる.ベイナイトも同様であるが,その集積程度はマルテンサイトよりも低くなった.
筆者らが開発したオーステナイト方位逆計算法を用いて,生成する24バリアントの割合を定量化したところ,一軸圧縮変形に対するオーステナイトの主すべり系および二次すべり系のすべり面に沿ったバリアントが優先的に生成し易いことが明らかとなった.更に,室温でオーステナイトが安定な合金を用いて,加工組織を観察したところ,主すべり面および二次すべり面に沿ったマイクロバンド組織が発達していることが確認された.このことから,加工によりオーステナイト中に導入されたマイクロバンドに沿ったバリアントが優先的に核生成し,かつマイクロバンドを横切るバリアントが成長しにくいため,マイクロバンドに沿ったバリアントが優先的に生成したものと考えられる.
また、レーザー顕微鏡を用いた組織観察については,変態の遅いFe-9Ni-C合金を用いて,オーステナイト化後の等温保持におけるベイナイト変態速度およびその後の同一視野をEBSD測定し,オーステナイト結晶方位に関する情報も合わせて取得できることを確かめた.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

本年度に予定していたレーザー顕微鏡の立ち上げ,変態前加工がラスマルテンサイトおよびベイナイト組織に及ぼす影響の調査についてはすでに完了し,次年度に予定している濃度不均一の影響についての調査にも着手しており,当初の計画以上に進展しているため.

Strategy for Future Research Activity

次年度は,レーサー顕微鏡とEBSD測定およびオーステナイト逆計算をカップリングさせた結晶学的組織の動的な解析手法を構築する.また,本年度調査したラスマルテンサイトに加えてレンズマルテンサイト生成に及ぼす変態前加工の影響を調査する.更に,濃度変調の影響についても定量的な調査を進めていく予定である.

  • Research Products

    (7 results)

All 2012 2011

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Effects of transformation temperature on variant pairing of bainitic ferrite in low carbon steel2012

    • Author(s)
      N. Takayama, G. Miyamoto and T. Furuhara
    • Journal Title

      Acta Mater

      Volume: 60 Pages: 2387–2396

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2011.12.018

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantitative analysis of variant selection in ausformed lath martensite2012

    • Author(s)
      G. Miyamoto, N. Iwata, N. Takayama, T. Furuhara
    • Journal Title

      Acta Mater

      Volume: 60 Pages: 1139–1148

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2011.11.018

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Variant selection of lath martensite and bainite transformation in low carbon2012

    • Author(s)
      Goro Miyamoto, Naomichi Iwata, Naoki Takayama, Tadashi Furuhara
    • Journal Title

      Journal of Alloys and Compounds

      Volume: (in press)

    • DOI

      doi:10.1016/j.iallcom.2011.12.111

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 低炭素鋼のベイナイトおよびラスマルテンサイト組織におけるバリアント選択2012

    • Author(s)
      高山直樹, 宮本吾郎, 古原忠
    • Organizer
      日本鉄鋼協会第162回秋季講演大会
    • Place of Presentation
      横浜国大
    • Year and Date
      2012-03-30
  • [Presentation] EBSD法を用いたFe-Cマルテンサイトの方位関係とバリアント隣接傾向の解析2012

    • Author(s)
      G.Miyamoto, A.Stormvinter, T.Furuhara, K A.Borgenstam
    • Organizer
      日本鉄鋼協会第162回秋季講演大会
    • Place of Presentation
      横浜国大
    • Year and Date
      2012-03-30
  • [Presentation] レンズおよびラスマルテンサイトのバリアント選択に及ぼすオースフォームの影響2012

    • Author(s)
      知場三周、宮本吾郎、古原忠
    • Organizer
      日本鉄鋼協会第162回秋季講演大会
    • Place of Presentation
      横浜国大
    • Year and Date
      2012-03-29
  • [Presentation] オースフォームドラスマルテンサイトにおけるバリアント選択の定量解析2011

    • Author(s)
      G.Miyamoto, N.Iwata, N.Takayama, T.Furuhara
    • Organizer
      日本鉄鋼協会第161回春季講演大会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2011-09-22

URL: 

Published: 2013-06-26  

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