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ODSフェライト鋼の高温変形機構に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 12J00297
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 構造・機能材料
研究機関北海道大学

研究代表者

杉野 義都  北海道大学, 大学院工学院, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2012 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2013年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2012年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードODSフェライト鋼 / 粒界すべり / 動的再結晶 / 転位の上昇運動 / 高温変形 / EBSD解析 / 回復・再結晶
研究概要

[目的]最終年度の到達目標は、酸化物粒子分散強化型(Oxide Dispersion Stfengthened, ODS)フェライト鋼の高温変形の体系的なメカニズムを解明することであった。
[実験]15Cr系-ODSフェライト鋼において微細粒を有する冷間圧延材と、結晶粒を粗大化した再結晶材を用い、引張試験片を結晶粒伸長方向に対し平行部と垂直部から採取した。粒界の変形挙動を調査するために、800℃、原子の拡散が活発になる900℃での高温引張、クリープ試験を行なった。破断材を用いて、集束イオンビーム装置(FIB)、電子顕微鏡(TEM)観察を行ない、ODSフェライト鋼の高温変形メカニズムを明らかにした。
[結果]微細組織を有する冷間圧延材の800℃において、応力を結晶粒伸長方向に対し平行にかけた場合と比較して垂直にかけた場合の最大引張強さは約半分であったが、低歪速度側でも変形の律速段階を表す応力指数nは、粒界すべりの場合のn=2より大きい、9.2であった。冷間圧延材の変形後のTEM写真から粒内の酸化物粒子による転位のpile-upや回復・再結晶した後に形成するサブグレインが認められた。このことから変形を支配しているのは、分散粒子により形成されるサブグレイン内の転位の上昇運動であると考えられる。一方、再結晶材の垂直に応力負荷した場合の900℃で低応力において応力指数n=2の領域が出現する。これは変形温度の900℃で、冷間加工材の再結晶温度であること、粒内にサブグレイン形成に必要である転位密度が低いことがあげられる。800℃では粒内変形が支配的に生じている一方で、高温側の900℃ではナバロ-ヘリングの空孔の格子拡散による粒界すべりが発生していると考えられる。
以上の結果から、本研究の目標であるODSフェライト鋼の高温変形メカニズムを明らかになり、期待通りの成果を得ることができた。

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (13件)

  • [雑誌論文] ODSフェライト鋼の高温での超塑性変形2012

    • 著者名/発表者名
      杉野義都
    • 雑誌名

      日本学術振興会耐熱金属材料123委員会研究報告

      巻: 53 ページ: 239-247

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] Grain Boundary Related Deformation in ODS Ferritic Steel during Creep Test2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshito Sugino
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 53 号: 10 ページ: 1753-1757

    • DOI

      10.2320/matertrans.M2012143

    • NAID

      130004824782

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] DDSフェライト鋼における高温変形機構の温度依存性2014

    • 著者名/発表者名
      杉野義都、鵜飼重治
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会春季大会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ODSフェライト鋼の高温変形モデル2013

    • 著者名/発表者名
      杉野義都、林重成、鵜飼重治
    • 学会等名
      日本金属学会、日本鉄鋼協会北海道両支部サマーセッション
    • 発表場所
      室蘭工業大学(北海道室蘭市)
    • 年月日
      2013-07-26
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ODSフェライト鋼のミクロ組織と高温変形特性の関係2013

    • 著者名/発表者名
      杉野義都
    • 学会等名
      日本金属学会春季大会
    • 発表場所
      東京理科大学(東京都)
    • 年月日
      2013-03-29
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 微細組織を有するODSフェライト鋼の高温変形に及ぼす応力負荷方向の影響2013

    • 著者名/発表者名
      杉野義都
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会春季大会
    • 発表場所
      東京電機大学(東京都)
    • 年月日
      2013-03-28
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ODSフェライト鋼の高温変形に及ぼす結晶粒径の影響2013

    • 著者名/発表者名
      杉野義都
    • 学会等名
      日本金属学会、日本鉄鋼協会北海道両支部冬季大会
    • 発表場所
      室蘭工業大学(北海道)
    • 年月日
      2013-01-25
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ODSフェライト鋼の高温変形過程2013

    • 著者名/発表者名
      杉野義都、大野直子、鵜飼重治、林重成、皆藤威二、大塚智史
    • 学会等名
      日本金属学会秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Grain Boundary Deformation at High-Temperature Tensile Test in ODS Ferritic Steels2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshito Sugino
    • 学会等名
      ICFRM-16
    • 発表場所
      Capital Hotel (Beijing, China)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ODSフェライト鋼の高温での超塑性変形2012

    • 著者名/発表者名
      杉野義都
    • 学会等名
      日本学術振興会耐熱123委員会11月期
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都)
    • 年月日
      2012-11-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Grain boundary sliding at high temperature deformation in cold-rolled ODS ferritic steels2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshito Sugino
    • 学会等名
      Numat 2012
    • 発表場所
      大阪国際交流センター(大阪府)
    • 年月日
      2012-10-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ODSフェライト鋼の超塑性変形2012

    • 著者名/発表者名
      杉野義都
    • 学会等名
      日本金属学会秋季大会
    • 発表場所
      愛媛大学(愛媛県)
    • 年月日
      2012-09-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ODSフェライト鋼の高温での超塑性変形2012

    • 著者名/発表者名
      杉野義都
    • 学会等名
      日本金属学会「高温強度と材料科学 夏の学校」
    • 発表場所
      インテック大山研修センター(富山県)
    • 年月日
      2012-08-31
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ODSフェライト鋼における高温変形中の粒界の影響2012

    • 著者名/発表者名
      杉野義都
    • 学会等名
      日本金属学会、日本鉄鋼協会北海道両支部サマーセッション
    • 発表場所
      北海道大学(北海道)
    • 年月日
      2012-07-24
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] The Role of Grain Boundary Deformation at High Temperature in ODS Ferritic Steels2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshito Sugino
    • 学会等名
      NIMS Conference 2012
    • 発表場所
      つくば国際会議場エポカル(茨城県)
    • 年月日
      2012-06-05
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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