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高Crフェライト系耐熱鋼の粒界上炭化物制御に基づく高強度化合金設計原理の構築

研究課題

研究課題/領域番号 17K06839
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 構造・機能材料
研究機関九州大学

研究代表者

光原 昌寿  九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (10514218)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード高Crフェライト系耐熱鋼 / クリープ変形 / 強化機構 / ラスマルテンサイト / 炭化物 / 結晶粒界 / 電子顕微鏡 / 結晶方位解析 / M23C6炭化物 / フェライト系耐熱鋼 / クリープ / 粒界上炭化物制御
研究成果の概要

高Crフェライト鋼の更なる高強度化に向けた大角粒界炭化物の制御方法の確立のため、本研究では、粒界上炭化物の生成・成長に対する粒界性格依存性の起源を解明することを目的とした。静的時効または応力負荷下での大角粒界上炭化物の成長挙動を調査し、その成長挙動には炭化物と母相間の結晶方位関係が強く影響していることを明らかにした。また、炭化物の主要構成元素であるCrの拡散挙動を調査し、大角粒界上の拡散挙動が偏析元素や粒界回転角に影響されないことを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

次世代火力発電プラントの実用化検討が進められている最中にあって、耐熱鋼・耐熱合金への社会ニーズや研究開発意欲は高い水準で維持されており、それら耐熱材料の性能向上は大きな社会的意義を持つ。本研究課題は、高Crフェライト鋼のクリープ強度の根幹を支える組織因子でありながらその役割を曖昧にされてきた粒界上炭化物の本質を理解し制御する新たな試みの一環で進められたものであり、中でも、大角粒界上での炭化物成長メカニズムを明らかにしたことは学術的な意義と発展性において高い価値を持つと考えられる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 学会発表 (12件) (うち国際学会 3件、 招待講演 7件)

  • [学会発表] Growth behavior of intergranular carbides in martensitic heat-resistant steel2020

    • 著者名/発表者名
      M. Mitsuhara, S. Yamasaki, R. Arakane, H. Nakashima, K. Nomura, K. Kubushiro
    • 学会等名
      日本金属学会2020年春期(第167回)講演大会シンポジウム, International workshop of young researchers for steel metallurgy
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高温変形の教科書的理解2019

    • 著者名/発表者名
      光原昌寿
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会秋季講演大会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] フェライト系耐熱鋼の実用ひずみ速度域でのクリープ変形2019

    • 著者名/発表者名
      山﨑重人、光原昌寿、中島英治
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会秋季講演大会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Growth behavior of M23C6 carbides in high-Cr ferritic heat-resistant steels2019

    • 著者名/発表者名
      M. Mitsuhara, S. Yamasaki, R. Arakane, R. Takao, H. Nakashima
    • 学会等名
      EPRI-123 HiMAT International Conference on Advances in High Temperature Materials
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Creep behavior of ferritic heat resistant steel added with nitrogen2019

    • 著者名/発表者名
      S. Yamasaki, M. Mitsuhara, H. Nakashima
    • 学会等名
      EPRI-123 HiMAT International Conference on Advances in High Temperature Materials
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マルテンサイト系耐熱鋼の高温強度に関する金相学的解釈2019

    • 著者名/発表者名
      光原昌寿
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会中国四国支部第134回金属物性研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 窒素含有フェライト系耐熱鋼の創製とその特性2018

    • 著者名/発表者名
      光原昌寿
    • 学会等名
      平成30年度 日本金属学会・日本鉄鋼協会 九州支部 秋季講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] BCC系耐熱鋼における高温強度と組織の考え方2018

    • 著者名/発表者名
      光原昌寿
    • 学会等名
      日本金属学会「鉄鋼メタラジー研究グループ」第2回若手勉強会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 窒素添加新規フェライト系耐熱鋼の組織とクリープ特性2018

    • 著者名/発表者名
      光原昌寿、山﨑重人、中島英治
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会176回秋季講演大会 シンポジム「高温材料の高強度化」
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 焼きならし処理のみを施したGr.91鋼における静的時効中のM23C6炭化物成長挙動2018

    • 著者名/発表者名
      荒金遼河、山﨑重人、光原昌寿、中島英治、澤田浩太、木村一弘
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会176回秋季講演大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 高Crフェライト系耐熱鋼溶接熱影響部再現組織への前焼き戻し処理の影響2018

    • 著者名/発表者名
      佐々木王城、山﨑重人、光原昌寿、中島英治、澤田浩太、久布白圭司
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会176回秋季講演大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属材料における転位の3次元観察技術2018

    • 著者名/発表者名
      光原昌寿
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第61回シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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