Development of TRIP-aided Steels for Diesel Engine Common Rail Enduring Ultra High Pressure

• Project/Area Number: 20360311
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Structural/Functional materials
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: SUGIMOTO Koh-Ichi Shinshu University, 工学部, 教授 (50094272)
• Project Period (FY): 2008 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000); Fiscal Year 2010: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000); Fiscal Year 2009: ¥8,710,000 (Direct Cost: ¥6,700,000、Indirect Cost: ¥2,010,000); Fiscal Year 2008: ¥7,670,000 (Direct Cost: ¥5,900,000、Indirect Cost: ¥1,770,000)
• Keywords: 低合金TRIP鋼 / 熱間鍛造 / 化学組成 / 強靭性 / 残留オーステナイト / 引張特性 / 炭素濃化処理 / オーステンパー / 強靱性

Research Abstract

For application to diesel engine common rail enduring ultra high-pressure of 3000 bar, 0.2-0.4%C-1.5%Si-1.5%Mn-0.05%Nb-Cr-Mo-Ni-B TRIP-aided bainitic ferrite steels (TBF steels) and TRIP-aided martensitic steels (TM steels) were developed. In addition, the followings were proposed to achieve high combination of strength and toughness and high notch-fatigue strength.
(1) optimum chemical composition for the TBF and TM steels.
(2) ultra-fine graining by hot-forging and consequent austempering or isothermal transformationholding
(3) optimum ratio (BF/M) of bainitic ferrite and martensite and carbon-enrichment mechanism

Research Products

• [Journal Article] Notch Fatigue Properties of TRIP-Aided Annealed Martensitic Steels (2011)
  • Author(s): Nobuo Yoshikawa, Daiki Fuji, Koh-ichi Sugimoto
  • Journal Title: Advanced Materials Research Vol.146-147 Pages: 437-440
• [Journal Article] Notch Fatigue Properties of TRIP-Aided Annealed Martensitic Steels (2011)
  • Author(s): Nobuo Yoshikawa, Daiki Fuji, Koh-ichi Sugimoto
  • Journal Title: Advanced Materials Research Volume: 146-147 Pages: 437-440
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of Low Alloy TRIP-Aided Steel for Hot-Forging Parts with Excellent Toughness (2010)
  • Author(s): Koh-ichi Sugimoto, Junya Kobayashi, Goro Arai
  • Journal Title: Steel Research International (Special Edition) Vol.81 Pages: 254-257
• [Journal Article] Fatigue strength of newly developed high-strength low alloy TRiP-aided steels with good hardenablity (2010)
  • Author(s): Koh-ichi Sugimoto, Daiki Fuji, Nobuo Yoshikawa
  • Journal Title: Procedia Engineering Volume: 2 Pages: 359-362
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of Low Alloy TRIP-Aided Steel for Hot-Forging Parts with Excellent Toughness (2010)
  • Author(s): Koh-ichi Sugimoto, Junya Kobayashi, Goro Arai
  • Journal Title: Steel Research International(Special Edition) Volume: 81 Pages: 254-257
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 新しいタイプの超高強度低合金TRIP鋼板 (2010)
  • Author(s): 杉本公一
  • Journal Title: ふぇらむ Volume: 96 Pages: 183-188
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] TRIP型ベイニティックフェライト鋼の切欠き疲労強度 (2010)
  • Author(s): 杉本公一, 藤大貴, 吉川伸麻
  • Journal Title: 日本材料学会第30回疲労シンポジウム論文集 Pages: 164-168
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Newly Developed TRIP-aided Martensitic Steels (2010)
  • Author(s): Koh-ichi Sugimoto, Junya Kobayashi
  • Journal Title: Materials Science, Technology 2010 Conference & Exhibition(Recent Developments in Steel Processing) October 17-21, 2010, Houston, Texas Pages: 1639-1649
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Toughness of Ultra High-Strength TRIP-Aided Steels with high Hardenability (2010)
  • Author(s): Koh-ichi Sugimoto, Daiki Ina, Junya Kobayashi
  • Journal Title: The International Conference on Advanced Steels 2010(ICAS 2010), Guilin, China in November 9-11, 2010 Pages: 14-14
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hot Forging of Ultra High-Strength TRIP-Aided Steel (2010)
  • Author(s): Koh-ichi Sugimoto, Shohei Sato, Goro Arai
  • Journal Title: Materials Science Forum 638-642 Pages: 3074-3079
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Formability of Al-Nb Bearing Ultra High-Strength TRIP-aided Sheet Steels with Bainitic Ferrite and/or Martensite Matrix (2010)
  • Author(s): Koh-ichi Sugimoto, Muneo Murata, Sun-Moo Song
  • Journal Title: ISIJ International 50 Pages: 162-168
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ベイニティックフェライト・マルテンサイト混合組織を母相とする超高強度低合金TRIP鋼板の伸びフランジ性 (2010)
  • Author(s): 村田宗央, 小林純也, 杉本公一
  • Journal Title: 鉄と鋼 96 Pages: 84-92
  • NAID: 130000262799
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 焼鈍ベイナイトラス組織を母相とするAl添加低合金TRIP鋼の微細組織と成形性に及ぼす冷延率の影響 (2010)
  • Author(s): 杉本公一, 鶴田淳二, 向井陽一
  • Journal Title: 鉄と鋼 96 Pages: 29-35
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fracture Strength and Toughness of Ultra High Strength TRIP Aided Steels (Review) (2009)
  • Author(s): Koh-ichi Sugimoto
  • Journal Title: Materials Science and Technology 25 Pages: 1108-1117
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Impact Properties of C-Si-Mn-Al-Nb Ultra High-Strength Low Alloy TRIP-Aided Bainitic Ferrite Steels (2009)
  • Author(s): Tomohiko Hojo, Tomohiro Kajiyama, Koh-ichi Sugimoto
  • Journal Title: Proc. of Asia Steel 2009, Busan, Korea Pages: 1-9
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hot-forging of Ultra High-strength TRIP-aided Steel (invited Paper) (2009)
  • Author(s): Koh-ichi Sugimoto, Shohei Sato, Goro Arai
  • Journal Title: Proc. of Thermec 2009, Berlin, Germany Pages: 359-364
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 自動車用新素材「超高強度低合金TRIP鋼」の開発と成形加工・実用化 (2009)
  • Author(s): 杉本公一
  • Journal Title: 工業材料 57(7) Pages: 72-75
• [Journal Article] Delayed Fracture Properties of Aluminium Bearing Ultra High Strength Low Alloy TRIP-aided Steels (2008)
  • Author(s): Tomohiko Hojo, Koh-ichi Sugimoto, Yoichi Mukai, Shushi Ikeda
  • Journal Title: ISIJ International 48 Pages: 824-829
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The Effects of Hot-Fprging on Mechanical Properties of Ultra High-Strength TRIP-Aided Steels (2008)
  • Author(s): Koh-ichi Sugimoto, Sho-hei Sato, Goro Arai
  • Journal Title: Proc. of International Steel Technologies Symposium (Taiwan 2008), Kaohsiuns, Taiwan Pages: 1-10
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 高い焼入れ性を有する超高強度TRIP型ベイニティックフェライト鋼の開発-第1報組織と残留オーステナイト(γR)特性に及ぼす焼入れ性改善元素の影響- (2011)
  • Author(s): 小林純也, 伊奈大輝, 杉本公一
  • Organizer: 日本鉄鋼協会第161回講演大会(CAMP-ISIJ),Vol.23, 1326
• [Presentation] 高い焼入れ性を有する超高強度TRIP型ベイニティックフェライト鋼の開発-第2報強靭性に及ぼす焼入れ性改善元素の影響- (2011)
  • Author(s): 伊奈大輝, 小林純也, 杉本公一
  • Organizer: 日本鉄鋼協会第161回講演大会(CAMP-ISIJ),Vol.23, 1327
• [Presentation] 低合金TRIP型ベイニティックフェライト鋼の切欠き疲労特性 (2011)
  • Author(s): 吉川伸麻, 藤大貴, 杉本公一
  • Organizer: 日本鉄鋼協会第161回講演大会(CAMP-ISIJ, Vol.24, p.369)
  • Place of Presentation: 東京都市大学
• [Presentation] 低合金TRIP型ベイニティックフェライト鋼の切欠き疲労特性 (2011)
  • Author(s): 伊奈大輝, 小林純也, ニタ村朝比古, 杉本公一
  • Organizer: 日本鉄鋼協会第161回講演大会(CAMP-ISIJ, Vo.24, p.368.)
  • Place of Presentation: 東京都市大学
• [Presentation] Stretch-Flangeabilitu of Ultra High-Strength TRIP-Aided Sheet Steels with Martensite Lath Structure Matrix (2011)
  • Author(s): Junya Kobayashi, Pham Van Duc, Koh-ichi Sugimoto
  • Organizer: 日本鉄鋼協会第161回講演大会(CAMP-ISIJ, Vol.24, p.388)
  • Place of Presentation: 東京都市大学
• [Presentation] 超高強度低合金TRIP鋼の破壊靭性 (2010)
  • Author(s): 伊奈大輝, 小林純也, ニタ村朝比古, 杉本公一
  • Organizer: 日本金属学会・同本鉄鋼協会北陸信越支部平成22年度連合講演会概要集, p.41.
  • Place of Presentation: 富山大学
• [Presentation] TRIP型ベイニティックフェライト鋼の切欠き疲労特性 (2010)
  • Author(s): 藤大貴, 吉川伸麻, 杉本公一
  • Organizer: 日本金属学会・日本鉄鋼協会北陸信越支部平成22年度連合講演会概要集, p.40.
  • Place of Presentation: 富山大学
• [Presentation] 優れた焼入れ性を有するTRIP型焼鈍マルテンサイト鋼の開発-第2報切欠き疲労強度に及ぼす焼入れ性改善元素の影響 (2010)
  • Author(s): 吉川伸麻, 藤大貴, 杉本公一
  • Organizer: 日本鉄鋼協会第161回講演大会(CAMP-ISIJ, Vol.23, p.1329)
  • Place of Presentation: 北海道大学
• [Presentation] 優れた焼入れ性を有するTRIP型焼鈍マルテンサイト鋼の開発-第1報組織と残留γ特性に及ぼす焼入れ性改善元素の影響 (2010)
  • Author(s): 藤大貴, 吉川伸麻, 杉本公一
  • Organizer: 日本鉄鋼協会第161回講演大会(CAMP-ISIJ, Vol.23, p.1328)
  • Place of Presentation: 北海道大学
• [Presentation] 高い焼入れ性を有する超高強度TRIP型ベイニティックフェライト鋼の開発-第2報強靭性に及ぼす焼入れ性改善元素の影響 (2010)
  • Author(s): 伊奈大輝, 小林純也, 杉本公一
  • Organizer: 日本鉄鋼協会第161回講演大会(CAMP-ISIJ, Vol.23, p.1327)
  • Place of Presentation: 北海道大学
• [Presentation] 高い焼入れ性を有する超高強度TRIP型ベイニティックフェライト鋼の開発-第1報組織と残留オーステナイト(γ_R)特性に及ぼす焼入れ性改善元素の影響 (2010)
  • Author(s): 小林純也, 伊奈大輝, 杉本公一
  • Organizer: 日本鉄鋼協会第161回講演大会(CAMP-ISIJ, Vol.23, p.1326)
  • Place of Presentation: 北海道大学
• [Presentation] Mechanical Properties of 0.2C-Si-Mn-Cr-Mo-Nb TRIP-aided Bainitic Ferrite Steel for Hot-forging (2010)
  • Author(s): Koh-ichi Sugimoto, Junya Kobayashi, Goro Arai
  • Organizer: 日本鉄鋼協会第159回講演大会(CAMP-ISIJ, Vol.23, p.338)
  • Place of Presentation: 筑波大学
• [Presentation] (313):優れた焼入れ性を有するTRIP型焼鈍マルテンサイト鋼の開発 (2009)
  • Author(s): 吉川伸麻, 藤大貴, 杉本公一
  • Organizer: 日本金属学会・日本鉄鋼協会北陸信越支部平成21年度連合講演会概要集,p.24.
  • Place of Presentation: 長岡技術科学大学
• [Presentation] TRIP 型ベイニティックフェライト鋼の残留γ特性と引張特性に及ぼす焼入れ性改善元素の影響 (2009)
  • Author(s): 田倉一樹, 小林純也, 杉本公一
  • Organizer: 日本金属学会・日本鉄鋼協会北陸信越支部平成21年度連合講演会概要集, p.23.
  • Place of Presentation: 長岡技術科学大学
• [Presentation] 2種類の超高強度低合金TRIP鋼板の衝撃特性 (2009)
  • Author(s): 伊奈大輝, 田倉一樹, 小林純也, 杉本公一
  • Organizer: 日本金属学会・日本鉄鋼協会北陸信越支部平成21年度連合講演会概要集,p.22.
  • Place of Presentation: 長岡技術科学大学
• [Presentation] TRIP型焼鈍マルテンサイト鋼の切欠き疲労強度 (2009)
  • Author(s): 藤大貴, 杉本公一
  • Organizer: 第158回鉄鋼協会秋季講演大会学生ポスターセッション(PS-38)
  • Place of Presentation: 京都大学
• [Presentation] :4タイプの低合金TRIP鋼の衝撃特性に及ぼす添加合金元素の影響, (2009)
  • Author(s): 梶山智大, 杉本公一, 北條智彦
  • Organizer: 第158回鉄鋼協会秋季講演大会(CAMP-ISIJ, Vol.23, P.1317.)
  • Place of Presentation: 京都大学
• [Presentation] TRIP型マルテンサイト鋼の残留γ特性に及ぼす焼入れ性改善元素の影響 (2009)
  • Author(s): 小林純也, 杉本公一
  • Organizer: 第158回鉄鋼協会秋季講演大会(CAMP-ISIJ, Vol.23, P.1316.)
  • Place of Presentation: 京都大学
• [Presentation] Al/Nb添加超高強度低合金TRIP鋼の衝撃特性,材料学会第58期講演会講演論文集,2009-05, pp.47-48. (2009)
  • Author(s): 梶山智大, 杉本公一, 北條智彦
  • Organizer: 材料学会第58期講演会(pp.47-48)
  • Place of Presentation: 愛媛大学
• [Presentation] TRIP型マルテンサイト鋼の残留オーステナイト特性 (2009)
  • Author(s): 小林純也, 杉本公一
  • Organizer: 日本鉄鋼協会(CAMP-ISIJ, Vol. 22, p. 635)
  • Place of Presentation: 東京工業大学
• [Presentation] Effects of Hot-Forging on Toughness of TRIP-aided Bainitic Ferrite Steel with Good Hardenability (2009)
  • Author(s): K. Sugimoto, 他2名
  • Organizer: 日本鉄鋼協会(CAMP-ISIT, Vol. 22, p. 634)
  • Place of Presentation: 東京工業大学
• [Presentation] Al-Nb-Mo添加超高強度TRIP型ベイニティックフェライト鋼の衝撃特性 (2008)
  • Author(s): 北條智彦, 梶山智大, 杉本公一
  • Organizer: CAMP-ISIJ, Vol. 21, p. 1442
  • Place of Presentation: 熊本大学
• [Presentation] 超高強度TBF鋼の衝撃特性に及ぼすAlとNb添加の影響 (2008)
  • Author(s): 梶山智大, 小林純也, 杉本公一
  • Organizer: 日本金属学会・日本鉄鋼協会北陸信越支部平成19年度連合講演会概要集, P. 31
  • Place of Presentation: 富山大学
• [Presentation] 優れた焼入れ性を有する超高強度TRIP鋼の諸特性 (2008)
  • Author(s): 小林純也, 杉本公一
  • Organizer: 日本金属学会・日本鉄鋼協会北陸信越支部平成19年度連合講演会概要集, P. 30.
  • Place of Presentation: 富山大学
• [Presentation] 熱間鍛造によるTRIP型ベイニティックフェライト鋼の超強靭化 (2008)
  • Author(s): 佐藤祥平, 杉本公一, 荒井五郎
  • Organizer: 日本金属学会・日本鉄鋼協会北陸信越支部平成19年度連合講演会概要集, P. 28.
  • Place of Presentation: 富山大学
• [Presentation] 超高強度ベイニティックフェライト型TRIP鋼の疲労強度 (2008)
  • Author(s): 関侑樹, 杉本公一
  • Organizer: 日本金属学会・日本鉄鋼協会北陸信越支部平成19年度連合講演会概要集, P. 29.
  • Place of Presentation: 富山大学
• [Remarks] ホームページ等
  • URL: http://mech.shinshu-u.ac.jp/~sugimoto-lab/index.htm
• [Remarks]
  • URL: http://soar-rd.shinshu-u.ac.jp/profile/ja.jCApjekV.html
• [Remarks]
  • URL: http://soar-rd.shinshu-u.ac.jp/profile/ja.jCApjekV.html
• [Remarks]
  • URL: http://soar-rd.shinshu-u.ac.jp/profile/ja.jCApjekV.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.mech.shinshu-u.ac.jp/
• [Patent(Industrial Property Rights)] 切欠き疲労強度に優れた高強度鋼製加工品とその製造方法 (2010)
  • Inventor(s): 杉本公一, 藤大貴, 吉川伸麻, 高橋輝久, 荒井五郎
  • Industrial Property Rights Holder: 信州大学((株)信州TLO),臼井国際産業(株),野村ユニソン(株)
  • Industrial Property Number: 2010-206956
  • Filing Date: 2010-09-15
• [Patent(Industrial Property Rights)] 切欠き疲労強度に優れた高強度鋼製加工品とその製造方法 (2010)
  • Inventor(s): 杉本公一, 小林純也, 伊奈大貴, 高橋輝久, 荒井五郎
  • Industrial Property Rights Holder: 信州大学((株)信州TLO),臼井国際産業(株),野村ユニソン(株)
  • Filing Date: 2010-12-06
• [Patent(Industrial Property Rights)] 切欠き疲労強度に優れた高強度鋼製加工品とその製造方法 (2010)
  • Inventor(s): 杉本公一, 藤大貴, 吉川伸麻, 高橋輝久, 荒井五郎
  • Industrial Property Rights Holder: 信州大学((株)信州TLO),臼井国際産業(株),野村ユニソン(株)
  • Filing Date: 2010-09-15
• [Patent(Industrial Property Rights)] 高強度,高靱性リンクチェーンとその製造方法 (2010)
  • Inventor(s): 樋口宏, 石原智也, 杉本公一, 小林純也, 伊奈大輝
  • Industrial Property Rights Holder: (株)キトー,信州大学
  • Filing Date: 2010-12-03
• [Patent(Industrial Property Rights)] 焼入れ性に優れた高強度鋼製加工品及びその製造方法、並びに高強度かつ耐衝撃特性及び耐内圧疲労強度に優れたディーゼルエンジン用燃料噴射管およびコモンレールの製造方法 (2009)
  • Inventor(s): 杉本公一, 佐藤祥平, 高橋輝久, 荒井五郎
  • Industrial Property Rights Holder: 信州大学((株)信州TLO),臼井国際産業(株),野村ユニソン(株)
  • Filing Date: 2009-10-29
• [Patent(Industrial Property Rights)] 切欠き疲労強度に優れた高強度鋼製加工品とその製造方法 (2009)
  • Inventor(s): 杉本公一, 藤大貴, 吉川伸麻, 高橋輝久, 荒井五郎
  • Industrial Property Rights Holder: 信州大学((株)信州TLO), 臼井国際産業(株), 野村ユニソン(株)
  • Filing Date: 2009-09-15
• [Patent(Industrial Property Rights)] 超高強度鋼鍛造品とその製造方法 (2009)
  • Inventor(s): 杉本公一, 小林純也, 高橋輝久, 荒井五郎
  • Industrial Property Rights Holder: 信州大学((株)信州TLO), 臼井国際産業(株), 野村ユニソン(株)
  • Industrial Property Number: 2009-135875
  • Filing Date: 2009-06-15
• [Patent(Industrial Property Rights)] 焼入れ性に優れた高強度鋼製加工品及びその製造方法、並びに高強度かつ耐衝撃特性及び耐内圧疲労強度に優れたディーゼルエンジン用燃料噴射管およびコモンレールの製造方法 (2009)
  • Inventor(s): 杉本公一, 佐藤祥平, 高橋輝久, 荒井五郎
  • Industrial Property Rights Holder: 信州大学((株)信州TLO), 臼井国際産業(株), 野村ユニソン(株)
  • Filing Date: 2009-10-29
  • Overseas
• [Patent(Industrial Property Rights)] 高強度リンクチェーンとその製造方法 (2009)
  • Inventor(s): 杉本公一, 樋口宏, 石原智也
  • Industrial Property Rights Holder: (株)キトー信州大学
  • Acquisition Date: 2009-03-04
• [Patent(Industrial Property Rights)] 焼入れ性に優れた高強度鋼製加工品及びその製造方法、並びに高強度かつ耐衝撃特性及び耐内圧疲労強度に優れたディーゼルエンジン用燃料噴射管およびコモンレールの製造方法 (2008)
  • Inventor(s): 杉本公一佐藤祥平高橋輝久荒井五郎
  • Industrial Property Rights Holder: 信州大学, 野村ユニゾン(株), 臼井国際産業(株)
  • Filing Date: 2008-10-31