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パーライト変形能の起源解明 -脆性セメンタイト相の微小体積力学特性-

研究課題

研究課題/領域番号 16H04516
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 構造・機能材料
研究機関東北大学 (2017-2018)
京都大学 (2016)

研究代表者

岡本 範彦  東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (60505692)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2018年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2017年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2016年度: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
キーワード脆性材料 / セメンタイト / サイズ効果 / 塑性変形 / サイズ硬化 / 多層薄膜構造
研究成果の概要

延性フェライト相と脆性セメンタイト相のラメラ状組織であるパーライトにおいて,なぜ一般に脆性的であると考えられているセメンタイト相が塑性変形を示すのかを明らかにすることを目的として,微小試料加工技術や微小試験技術等を駆使することにより,セメンタイト相単結晶の微小力学特性を評価した.単結晶マイクロピラー圧縮試験によって,室温においても複数のすべり系が活動することを確認した.また,非弾性X線散乱実験によって,単結晶弾性定数の一部を決定することに成功した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

フェライト相とセメンタイト相のラメラ状組織であるパーライトは工業的に最も重要な脆性/延性積層構造であると言える.本研究では,非常に高い応力レベルでありながらも多数のすべり系がセメンタイト相内で活動可能であることを明らかにし,フェライト層間に拘束された状態でなくとも,微小なサイズ領域ではセメンタイト相が本質的に塑性変形可能であることを明らかにした.本研究で得られた知見はパーライト鋼だけでなく,合金化溶融亜鉛めっき鋼板など同様の脆性/延性積層構造体にも応用できると考えられ,工業的・実用的意義も大きい.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 16件、 招待講演 5件) 図書 (1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Fracture Toughness of the Fe–Zn Intermetallic Compounds Measured by Bend Testing of Chevron-Notched Single-Crystal Microbeams2018

    • 著者名/発表者名
      Okamoto Norihiko L.、Michishita Shota、Hashizume Yukichika、Inui Haruyuki
    • 雑誌名

      ISIJ International

      巻: 58 号: 9 ページ: 1569-1577

    • DOI

      10.2355/isijinternational.ISIJINT-2018-068

    • NAID

      130007484809

    • ISSN
      0915-1559, 1347-5460
    • 年月日
      2018-09-15
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal Structures and Mechanical Properties of Fe–Zn Intermetallic Compounds Formed in the Coating Layer of Galvannealed Steels2018

    • 著者名/発表者名
      Inui Haruyuki、Okamoto Norihiko L.、Yamaguchi Shu
    • 雑誌名

      ISIJ International

      巻: 58 号: 9 ページ: 1550-1561

    • DOI

      10.2355/isijinternational.ISIJINT-2018-066

    • NAID

      130007484895

    • ISSN
      0915-1559, 1347-5460
    • 年月日
      2018-09-15
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal Structure Refinement of the Γ- and Γ 1 -Phase Compounds in the Fe-Zn System and Orientation Relationships Among α-Fe, Γ and Γ 1 Phases in the Coating Layer of Galvannealed Steel2018

    • 著者名/発表者名
      Norihiko L. Okamoto, Masahiro Inomoto, Hiroshi Takebayashi, Haruyuki Inui
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds

      巻: 732 ページ: 52-63

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2017.10.146

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anisotropic plastic deformation of single crystals of the MAX phase compound Ti3SiC2 investigated by micropillar compression2018

    • 著者名/発表者名
      Higashi Masaya、Momono Shogo、Kishida Kyosuke、Okamoto Norihiko L.、Inui Haruyuki
    • 雑誌名

      Acta Materialia

      巻: 161 ページ: 161-170

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2018.09.024

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 合金化溶融亜鉛めっき鋼板皮膜を構成するFe-Zn系金属間化合物の結晶構造と力学特性2018

    • 著者名/発表者名
      Okamoto Norihiko L.、Inui Haruyuki
    • 雑誌名

      まてりあ

      巻: 57 号: 4 ページ: 169-175

    • DOI

      10.2320/materia.57.169

    • NAID

      130006601968

    • ISSN
      1340-2625, 1884-5843
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ホットスタンプ加熱過程における合金化溶融亜鉛めっき構造の変化2018

    • 著者名/発表者名
      Sengoku Akihiro、Takebayashi Hiroshi、Okamoto Norihiko、Inui Haruyuki
    • 雑誌名

      鉄と鋼

      巻: 104 号: 6 ページ: 331-337

    • DOI

      10.2355/tetsutohagane.TETSU-2017-100

    • NAID

      130007378488

    • ISSN
      0021-1575, 1883-2954
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] FCC Metal-Like Deformation Behaviour of Ir 3 Nb with the L1 2 Structure2017

    • 著者名/発表者名
      Norihiko L. Okamoto, Shohei Takemoto, Zhenghao M.T. Chen, Masatake Yamaguchi, Haruyuki Inui
    • 雑誌名

      International Journal of Plasticity

      巻: 97 ページ: 145-158

    • DOI

      10.1016/j.ijplas.2017.05.013

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal Structure and Mechanical Properties of Intermetallic Compounds in the Fe-Zn System in the Coat Layer of Galvanized Steel2017

    • 著者名/発表者名
      Haruyuki Inui, Norihiko L. Okamoto
    • 雑誌名

      GALVATECH 2017

      巻: 1 ページ: 6-10

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microscale Deformation of the Γ and δ1p Phases in the Fe-Zn System2017

    • 著者名/発表者名
      Yukichika Hashizume, Norihiko L. Okamoto, Haruyuki Inui
    • 雑誌名

      GALVATECH 2017

      巻: 1 ページ: 981-985

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Plastic Deformation and Fracture Behavior of Single Crystals of the Intermetallic Compounds in the Fe-Zn System2017

    • 著者名/発表者名
      Norihiko L. Okamoto, Yukichika Hashizume, Shota Michishita, Haruyuki
    • 雑誌名

      GALVATECH 2017

      巻: 1 ページ: 200-203

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 1.Crystal Structure of η’-Fe3Al8; Low-Temperature Phase of η-Fe2Al5 Accompanied by an Ordered Arrangement of Al Atoms of Full Occupancy in the C-axis Chain Sites2017

    • 著者名/発表者名
      Norihiko L. Okamoto, Jumpei Okumura, Masaya Higashi, and Haruyuki Inui
    • 雑誌名

      Acta Materialia

      巻: 129 ページ: 290-299

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2017.02.060

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 2.Micropillar Compression Deformation of Single Crystals of Co3(Al,W) with the L12 Structure2016

    • 著者名/発表者名
      Zhenghao M. T. Chen, Norihiko L. Okamoto, Masahiko Demura and Haruyuki Inui
    • 雑誌名

      Scripta Materialia

      巻: 121 ページ: 28-31

    • DOI

      10.1016/j.scriptamat.2016.04.029

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Ti3SiC2 MAX相単結晶のマイクロピラー圧縮変形2019

    • 著者名/発表者名
      岸田 恭輔, 東 雅也, 桃野 将伍, 岡本 範彦, 乾 晴行
    • 学会等名
      日本金属学会第162回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] η-Fe2Al5相単結晶熱電特性の結晶方位依存性2019

    • 著者名/発表者名
      藤原 浩輔, 岡本 範彦, 市坪 哲
    • 学会等名
      日本金属学会第162回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 耐酸化性を有するCo基超合金の合金設計2019

    • 著者名/発表者名
      陳 正昊, 岡本 範彦, 乾 晴行
    • 学会等名
      日本金属学会第162回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] An Attempt to Design a New Class of Co-Based Superalloy with Improved Oxidation Resistance and Creep Property2018

    • 著者名/発表者名
      Zhenghao M. Chen, Norihiko L. Okamoto, and Haruyuki Inui
    • 学会等名
      Materials Research Society Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ti-V合金の低温における微細なω相の形成とそれを利用したα相析出強化の検討2018

    • 著者名/発表者名
      笠谷 周平, Martin Luckabauer, 岡本 範彦, 多根 正和, 市坪 哲
    • 学会等名
      日本金属学会第161回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] L12-Fe3Geマイクロピラー単結晶圧縮試験2018

    • 著者名/発表者名
      陳 正昊, 岡本 範彦, 乾 晴行
    • 学会等名
      日本金属学会第161回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] マイクロピラー変形試験による格子欠陥挙動解析の最前線2018

    • 著者名/発表者名
      岡本範彦, 乾 晴行
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Compression Testing of Single Crystals of β-Si3N4 on Micron Meter Scale by Means of FIB Machining Combined with EBSD Orientation Mapping2018

    • 著者名/発表者名
      Nobuyuki Kadota, Haruyuki Inui, Norihiko Okamoto, Isao Tanaka, You Zhou, Hideki Hyuga, Kiyoshi Hirao
    • 学会等名
      TMS 2018 Annual Meeting & Exhibition
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] セメンタイト単結晶のマイクロピラー圧縮変形2018

    • 著者名/発表者名
      門田 信幸, 岡本 範彦, 岸田 恭輔, 乾 晴行, Wei CHEN, Peng ZHOU
    • 学会等名
      日本金属学会第160回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] η-Fe2Al5相Fe-rich側の低温規則相η’’相の結晶構造精密化2018

    • 著者名/発表者名
      岡本範彦, 市坪 哲, 東 雅也, 乾 晴行
    • 学会等名
      日本金属学会第160回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Plastic Deformation and Fracture Behavior of Single Crystals of the Intermetallic Compounds in the Fe-Zn System2017

    • 著者名/発表者名
      Norihiko L. Okamoto, Yukichika Hashizume, Shota Michishita, Haruyuki Inui
    • 学会等名
      Galvatech2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Crystal structure and mechanical properties of intermetallic compounds in the Fe-Zn system in the coat layer of Galvanized steel2017

    • 著者名/発表者名
      Haruyuki Inui, Norihiko L. Okamoto
    • 学会等名
      Galvatech2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ambient-temperature plasticity of brittle intermetallics at micron-meter size scales2017

    • 著者名/発表者名
      Haruyuki Inui, Norihiko L. Okamoto, Kyosuke Kishida
    • 学会等名
      Intermetallics Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Microscale Deformation and Fracture of the Γ and δ1p Phases in the Fe-Zn System2017

    • 著者名/発表者名
      Yukichika Hashizume, Norihiko L. Okamoto, Haruyuki Inui
    • 学会等名
      Galvatech2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Low-Temperature Phase of η-Fe2Al5 with an Ordered Arrangement of Aluminium Atoms in the C-Axis Chain Sites2017

    • 著者名/発表者名
      Norihiko L. Okamoto Masaya Higashi, Jumpei Okumura, Haruyuki Inui
    • 学会等名
      Intermetallics Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Creep Properties of Co-based Superalloys with Improved Oxidation Resistance2017

    • 著者名/発表者名
      Zhenghao M.T. Chen, Norihiko L. Okamoto, Haruyuki Inui
    • 学会等名
      Intermetallics Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] GA鋼板のめっき被膜を構成するFe-Zn(-Al)系金属間化合物の結晶構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      岡本範彦, 乾 晴行
    • 学会等名
      日本金属学会第159回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 9.合金化溶融亜鉛めっき鋼板の被膜を構成するFe-Zn系金属間化合物相の微小単結晶変形・破壊試験2017

    • 著者名/発表者名
      岡本範彦, 橋爪志周, 道下勝太, 乾晴行
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第173回秋季講演大会
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 7.Compression Deformation of Single-Crystal Micropillars of L12-Co3(Al,W)2016

    • 著者名/発表者名
      Zhenghao M. T. Chin, Norihiko L. Okamoto and Haruyuki Inui
    • 学会等名
      PRICM9
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2016-08-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 8.Plastic Deformation of Single Crystals of Iridium2016

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro Higashino, Norihiko L. Okamoto, Haruyuki Inui
    • 学会等名
      THERMEC 2016
    • 発表場所
      Graz, Austria
    • 年月日
      2016-05-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 1.Micropillar Testing as a New Tool to Investigate Fundamentals of Plastic Deformation in Brittle Intermetallics2016

    • 著者名/発表者名
      Haruyuki Inui, Kyosuke Kishida and Norihiko L. Okamoto
    • 学会等名
      Materials Research Society Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, MA
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 2.Behavior of Fe-Centered Zn12 Icosahedra in the Plastic Deformation of Fe-Zn Intermetallic Compounds Constituting the Coating Layer of Galvannealed Steels2016

    • 著者名/発表者名
      Norihiko L. Okamoto, Masahiro Inomoto, Haruyuki Inui
    • 学会等名
      Materials Research Society Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, MA
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3.Icosahedral Cluster Arrangements in Dislocation Cores and Stacking Faults in Complex Fe-Zn Intermetallic Compounds2016

    • 著者名/発表者名
      Norihiko L. Okamoto, Masahiro Inomoto, Haruyuki Inui
    • 学会等名
      Materials Research Society Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, MA
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 4.Effect of Alloying Elements on Yield Stress Anomaly and High Temperature Deformation Mechanisms of the L12 Strengthening Phase in a New Class of Co-base Superalloys2016

    • 著者名/発表者名
      Zhenghao M. T. Chen, Norihiko L. Okamoto and Haruyuki Inui
    • 学会等名
      Materials Research Society Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, MA
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 5.Compression Deformation of Single-Crystal Micropillars of the δ1p Phase in the Fe-Zn System2016

    • 著者名/発表者名
      Yukichika Hashizume, Shota Michishita, Norihiko L. Okamoto, Haruyuki Inui
    • 学会等名
      Materials Research Society Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, MA
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 6.Micropillar Compression of Single Crystals of a MAX Phase Ti3SiC22016

    • 著者名/発表者名
      Masaya Higashi, Shogo Momono, Kyosuke Kishida, Norihiko L. Okamoto and Haruyuki Inui
    • 学会等名
      Materials Research Society Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, MA
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] 公益財団法人JFE21世紀財団2017

    • 著者名/発表者名
      岡本範彦
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      1.脆性セメンタイト相の微小体積力学特性 -パーライト変形能の起源解明を目指して
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 研究代表者個人ホームページ

    • URL

      http://nlokamoto.web.fc2.com/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書 2016 実績報告書
  • [備考] 研究代表者所属研究室ホームページ

    • URL

      http://ilab.imr.tohoku.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
  • [備考] 研究代表者所属研究室ホームページ

    • URL

      http://imc.mtl.kyoto-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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