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合金元素が窒素オーステナイトのフェライト変態へ及ぼす影響の包括的解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K17581
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 材料加工・組織制御工学
構造・機能材料
研究機関東北大学

研究代表者

佐藤 充孝  東北大学, 金属材料研究所, 助教 (10547706)

研究協力者 古原 忠  
宮本 吾郎  
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードフェライト変態 / 窒素鋼 / 相界面析出 / エネルギー散逸 / 窒素オーステナイト / TRIP鋼 / 構造・機能材料 / 相変態
研究成果の概要

本研究では,純鉄およびMn,Mo,Crを添加させた合金において,浸窒処理により窒素を添加した窒素オーステナイトを得た後,α+γ二相域においてα変態させ、αの形態,母相との結晶方位関係,α/γ界面における元素分配挙動を調査した.
変態駆動力の変化に伴い,旧オーステナイト粒界からフィルム状のAFおよび針状のWFの異なる二種類の形態のαが生成した.AFは隣接する母相の内,一方とK-S関係に近い方位を持ち K-S関係を持たない側に成長した.WFは母相とK-S関係を有していた.Mn,Moを添加するとαの変態速度が遅れ,Cr添加によりCrNの相界面析出を伴いながらα変態が進行することが明らかとなった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、Fe-N合金におけるフェライト変態はこれまでに報告されている炭素鋼における変態挙動と良く似た挙動を示し、炭素鋼での知見を基にFe-N系合金における変態挙動を理解することが可能であることが明らかとなった。一方で、窒化物形成能の高い元素であるCrを添加した試料では,CrN の相界面析出が生じることが明らかとなった。炭素鋼では相界面析出によりフェライトを強化した複相鋼板は高強度-高延性材料として現在幅広く利用されている鋼種であり、本研究の結果は窒素を利用した窒化物析出による新しい高強度鋼の開発へとつながる。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Microstructure of reverted austenite in Fe-0.3N martensite2018

    • 著者名/発表者名
      Sato Mitsutaka、Matsumoto Sou、Miyamoto Goro、Furuhara Tadashi
    • 雑誌名

      Scripta Materialia

      巻: 156 ページ: 85-89

    • DOI

      10.1016/j.scriptamat.2018.07.020

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 高窒素オーステナイトを含む複相鋼の引張特性2019

    • 著者名/発表者名
      菊地一茂、佐藤充孝、宮本吾郎、古原 忠
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会 第177回春季講演大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Fe-0.3NおよびFe-0.3N-1X (X : Cr, Mo, Mn)オーステナイトからのフェライト生成挙動2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤充孝、村田貴優、宮本吾郎、古原 忠
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会 第177回春季講演大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Fe-1M-0.3mass%N(M : Si, Cr, Mo)のベイナイト変態挙動2018

    • 著者名/発表者名
      島谷将太,佐藤充孝,宮本吾郎,古原忠
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第175回春季講演大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 窒素オーステナイトのフェライト変態挙動2018

    • 著者名/発表者名
      村田貴優、宮本吾郎、古原 忠
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会 第176回秋季講演大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Effect of alloying element on the microstructure during reverse transformation of Fe-0.3N martensite2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsutaka Sato, Sou Matsumoto, Goro Miyamoto, Tadashi Furuhara
    • 学会等名
      The 6th conference of the Combined Australian Materials Sciences
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 窒素マルテンサイトの逆変態挙動に及ぼす合金元素添加の影響2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤充孝,松本宗,宮本吾郎,古原忠
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第175回春季講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Fe-1M-0.3mass%N(M : Si, Cr, Mo)のベイナイト変態挙動2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤充孝,島谷将太,宮本吾郎,古原忠
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第175回春季講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 鉄-窒素マルテンサイト組織からのオーステナイト逆変態挙動2017

    • 著者名/発表者名
      松本宗,佐藤充孝,宮本吾郎,古原忠
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第174回秋季講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 低窒素鋼のベイナイト変態に及ぼす合金元素の影響2017

    • 著者名/発表者名
      島谷将太,佐藤充孝,宮本吾郎,古原忠
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第174回秋季講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Fe-1M-0.3mass%N (M : Si, Cr, Mn, Mo)マルテンサイトの焼戻し挙動2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤充孝,古原忠
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第174回秋季講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Tempering behavior of iron-nitrogen-based matensite2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsutaka Sato,Tadashi Furuhara
    • 学会等名
      The 5th International Symposium on Steel Science
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fe-0.3mass%N-1M(M : Mn,Mo)マルテンサイト組織からのオーステナイト逆変態挙動2017

    • 著者名/発表者名
      松本宗,佐藤充孝,宮本吾郎,古原忠
    • 学会等名
      日本熱処理技術協会 第84回秋季講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2020-03-30  

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