2014 Fiscal Year Annual Research Report
マルテンサイト変態制御による微細で複雑な３次元連続構造複相鉄鋼材料の創成
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26709054
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
南部 将一 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (00529654)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 組織制御 / マルテンサイト / オーステナイト / その場観察 / 相変態 / 結晶方位解析 / 強度 / 延性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
更なる環境負荷低減や安全性の確保を可能とする超高強度かつ高延性な構造用金属材料の実現のためには、従来のモノリシックな材料設計から脱却し、ヘテロ構造を有する複雑な組織制御に基づいた材料設計への変化が必要である。そこで本研究では、微細かつ複雑な3次元連続構造を有する超高強度マルテンサイト相と高延性オーステナイト相からなる新規複相鉄鋼材料の創成を目指し、特にマルテンサイト変態初期における組織形成過程の検討、オーステナイト相の安定化プロセスや加工硬化挙動の検討を行い、3次元連続構造の形態制御およびその特性向上における指導原理を提案することを目的としている。
H26年度では、マルテンサイト変態初期における組織形成過程について検討するため、固溶炭素量およびマルテンサイト変態開始温度を系統的に変化させた鋼を作製し、それぞれの変態時における組織形成過程や最終組織形態について共焦点レーザ顕微鏡によるその場観察やSEM/EBSDによる結晶方位解析によって調査した。各鋼に対して高温安定相であるオーステナイトの粒径が同程度になるような条件で加熱保持した後、ガス急冷によってマルテンサイト組織を得た。各試料の最終組織形態について調べた結果、マルテンサイト変態開始温度の影響は見られなかったが、固溶炭素量の増加に伴い組織が微細化した。固溶炭素量の異なる鋼に対して、マルテンサイト変態初期の組織形成過程をその場観察した結果、炭素を含まない鋼では、一度形成したブロックと結晶方位の近い組織が連続して形成し、粗大なブロックを形成していることが示された。これら固溶炭素の影響について明らかにするためオーステナイトの降伏応力を測定した結果、固溶炭素の増加に伴い、オーステナイトの降伏応力が増加しており、初期に形成される組織形態にオーステナイトの降伏応力が寄与していることが示唆された。
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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
マルテンサイト変態初期において形成される組織形態についての制御指針を得ることが出来ており、初年度の目標をおおむね達成しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
H27年度はオーステナイト相の安定化を可能とする成分設計および熱加工処理プロセスについて検討を行う。ここでは、炭素濃度やひずみ緩和機構、応力負荷を制御することによってオーステナイト安定化を試みる。これら各プロセスにおける影響因子の寄与について定量的に評価した後に、これらを複合的に組み合わせたプロセスを構築し、オーステナイトの安定化を可能とする新規熱加工処理プロセスを提案する。
またマルテンサイト変態によって得られる組織形態について昨年度得られた知見を基に、さらに応力場や高温における荷重負荷によって変化させた粒界性質などの影響について検討を行い、マルテンサイト変態の本質についての理解を試みる。
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| Causes of Carryover |
次年度に開催される国際会議への旅費を確保するため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
2015年7月に開催される国際会議への参加する際の旅費
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