2012 Fiscal Year Annual Research Report
特異なせん断変形を示す鉄合金の不均一歪の解析と力学特性の制御
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24360283
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
鈴木 茂 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (40143028)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福富 洋志 横浜国立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90142265)
今福 宗行 東京都市大学, 工学部, 教授 (00183012)
佐藤 成男 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (40509056)
篠田 弘造 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (10311549)
藤枝 俊 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (60551893)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 構造・機能材料 / せん断変形 / 不均一変形 / 結晶回折 / 双晶変形 |
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| Research Abstract |
特異な塑性変形を示す双晶誘起合金(TWIP合金)や形状記憶合金(ε変態合金)として、プロセス条件を制御することによりFe-Mn系合金を作製した。これらの合金は作製したままではγ相であり、室温付近の変形とともに双晶やε相が生成する。これらの合金において引張り変形によるシュミット因子を見積もると、引張り方向に対して特定方位付近の結晶粒で、特異な変形が起こりやすいことが示唆される。このため、異なる集合組織のTWIP合金やε変態合金について、電子後方散乱回折法等を用いて、変形に伴う双晶の生成や集合組織発達過程を調べた。さらに、引張変形後の多結晶のTWIP合金に対して、大型放射光施設で白色X線マイクロビーム回折実験を行った。具体的には、まず、白色X線マイクロビームを操作して得た試験片の透過ラウエパターンを解析することにより粒界イメージを得た。また、結晶粒界や結晶方位の情報に基づいて選定した任意の位置におけるラウエパターンの回折スポットにおいて、エネルギースペクトルを測定して引張変形による幾つかの格子面変化を評価することにより、残留応力の分布を評価した。その結果、双晶変形が生じた結晶粒内において、双晶形成部近傍と双晶未形成部では残留応力が異なることなどを明らかにした。一方、これらの合金等における転位の再配列を考慮して、外的荷重をかけて回折ピークプロファイルを高精度に測定し、内部応力等に関する情報も得た。さらに、これらの実験と並行して各結晶粒の方位成分の変化とともに応力が異なる方位の結晶粒に分配される様子等も評価した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
計画通りに、多結晶のTWIP合金に対して大型放射光施設で新規白色X線マイクロビーム回折実験を行う事が出来た。また、TWIP合金の優れた機械特性と変形双晶との関連を残留応力の観点から検討することが出来た。次年度以降に大きな発展が期待できる成果を得た。
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| Strategy for Future Research Activity |
Fe-Mn基合金の一つであるε変態合金において、その形状記憶特性とプロセス制御による集合組織との関係について調べるために、特殊な高温加工下で変形した多結晶合金を作製する。また、特殊な条件で作製したFe-Mn基合金において、白色X線マイクロビーム回折実験を試みる予定である。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進した事に伴い発生した未使用額であり、平成25年度請求額と合わせて、平成25年度の研究遂行に使用する予定である。
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