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ユニバーサルな固溶強化理論の新構築 -希薄・高濃度合金から高エントロピー合金まで

研究課題

研究課題/領域番号 16K14373
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 金属物性・材料
研究機関東北大学 (2017)
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 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2016年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード固溶強化 / 原子変位 / 降伏強度 / 固溶体合金 / 格子歪場 / ハイエントロピー合金 / 単結晶X線回折
研究成果の概要

等原子量および非等原子量高エントロピー合金や固溶体強度の濃度依存性が実測されている希薄および高濃度2元系合金群について原子変位量の第一原理計算を系統的に行うことで,「固溶強化量は構成元素の平均原子変位量に比例する」という仮説を検証し,希薄合金にしか適用できなかった旧来の固溶強化理論にとって代わる新たな包括的固溶強化理論の構築を本研究の目的とした.剛性率により規格化した強度と,格子定数により規格化した平均原子変位量との間には強い正の相関があり,ほぼ一本のマスター直線に乗ることから,元素数・合金系・溶質濃度レベルに依らず平均原子変位量がユニバーサルな固溶強度予測指標になりうることを明らかにした.

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 9件、 招待講演 9件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] Ruhr University Bochum(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 高エントロピー合金の塑性変形挙動と単結晶マイクロピラー圧縮試験法による固溶強化量測定2018

    • 著者名/発表者名
      岡本範彦, 乾晴行
    • 雑誌名

      日本機械学会誌

      巻: 121 ページ: 12-15

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [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
      2017 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
      Haruyuki Inui, Norihiko L. Okamoto, Shu Yamaguchi
    • 雑誌名

      ISIJ International

      巻: 58

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 5.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
      Norihiko L. Okamoto, Shota Michishita, Yukichika Hashizume, Haruyuki Inui
    • 雑誌名

      ISIJ International

      巻: 58

    • 関連する報告書
      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] Atomic displacement in the CrMnFeCoNi high-entropy alloy - A scaling factor to predict solid solution strengthening2016

    • 著者名/発表者名
      Norihiko L. Okamoto, Koretaka Yuge, Katsushi Tanaka, Haruyuki Inui, and Easo P. George
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 6 号: 12 ページ: 125008-125008

    • DOI

      10.1063/1.4971371

    • NAID

      120005973273

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Size effect, critical resolved shear stress, stacking fault energy, and solid solution strengthening in the CrMnFeCoNi high-entropy alloy2016

    • 著者名/発表者名
      Norihiko L. Okamoto, Shu Fujimoto, Yuki Kambara, Marino Kawamura, Zhenghao M. T. Chen, Hirotaka Matsunoshita, Katsushi Tanaka, Haruyuki Inui and Easo P. George
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 号: 1 ページ: 35863-35863

    • DOI

      10.1038/srep35863

    • NAID

      120005856159

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [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] 3.FCC型高エントロピー合金CrMnFeCoNi単結晶の塑性変形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160 回大会
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 2.Plastic Deformation and Solid Solution Strengthening in High Entropy Alloys with the FCC Structure2017

    • 著者名/発表者名
      Norihiko L. Okamoto, and Haruyuki Inui
    • 学会等名
      5th ESISM Workshop in Kyoto
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2017-01-31
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 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] Plastic Deformation of Single Crystals of the CrMnFeCoNi High Entropy Alloy2017

    • 著者名/発表者名
      Norihiko L. Okamoto, Haruyuki Inui
    • 学会等名
      KIM-JIM Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Understanding Solid Solution Strengthening in a High-Entropy Alloy by Micropillar Compression and Dislocation Analysis2017

    • 著者名/発表者名
      Norihiko L. Okamoto, Haruyuki Inui, Easo P. George
    • 学会等名
      Materials Research Society Spring Meeting
    • 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] Plastic Deformation in the Equiatomic CrMnFeCoNi High Entropy Alloy with the FCC Structure2017

    • 著者名/発表者名
      Makoto Asakura, Marino Kawamura, Norihiko L. Okamoto, Haruyuki Inui, Takashi Fukuda, Tomoyuki Kakeshita
    • 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] FCC型高エントロピー合金CrMnFeCoNi単結晶の塑性変形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160 回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 4.平均原子変位量と固溶強化量の相関 -高エントロピー合金から希薄固溶体合金まで2016

    • 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
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 6.Solid Solution Strengthening in Equiatomic High-Entropy Alloys with the FCC Structure2016

    • 著者名/発表者名
      Norihiko L. Okamoto, Koretaka Yuge, Katsushi Tanaka, Haruyuki Inui and Easo P. George
    • 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 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 1.Solid Solution Strengthening and Atomic Displacements in Equiatomic High-Entropy Alloys with the FCC Structure2016

    • 著者名/発表者名
      Norihiko L. Okamoto, Marino Kawamura, Koretaka Yuge, Katsushi Tanaka, Haruyuki Inui and Easo P. George
    • 学会等名
      THERMEC 2016
    • 発表場所
      Graz, Austria
    • 年月日
      2016-05-29
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 7.Compression Deformation of Single Crystals of the Equiatomic CrMnFeCoNi High-Entropy Alloy2016

    • 著者名/発表者名
      Marino Kawamura, Norihiko L. Okamoto, Katsushi Tanaka, Haruyuki Inui and Easo P. George
    • 学会等名
      THERMEC 2016
    • 発表場所
      Graz, Austria
    • 年月日
      2016-05-29
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 5.Atomic Displacement as a Scaling Parameter to Predict Solid Solution Strengthening in High Entropy Alloys with the FCC Structure2016

    • 著者名/発表者名
      Norihiko L. Okamoto, Koretaka Yuge, Katsushi Tanaka, Haruyuki Inui and Easo P. George
    • 学会等名
      Materials Research Society Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, MA
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [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
      2017 実績報告書 2016 実施状況報告書
  • [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
      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 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-02-22  

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