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炭化物とナノCu粒子を複合利用したハイブリッド鋼の提案

研究課題

研究課題/領域番号 18360332
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
研究機関九州大学

研究代表者

高木 節雄  九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (90150490)

研究分担者 土山 聡宏  九州大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (40315106)
中田 伸生  九州大学, 大学院・工学研究院, 助教 (50380580)
中島 孝一  九州大学, 工学研究院, 助教 (30363378)
研究期間 (年度) 2006 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
16,370千円 (直接経費: 16,100千円、間接経費: 270千円)
2008年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2007年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2006年度: 15,200千円 (直接経費: 15,200千円)
キーワード鉄鋼 / 粒子分散強化 / 銅 / ハイブリッド / 高強度・高延性 / ナノ構造 / 鉄鋼材料
研究概要

粒子分散強化は金属材料の基本的な強化機構の一つであり、鉄鋼材料の場合、セメンタイトを代表とする炭化物が一般的に強化分散粒子として使用されている。一方、近年ではナノテクノロジーによる鉄鋼材料の高機能化研究が盛んに行われており、数nm~数十nm の非常に微細な分散粒子(ナノ分散粒子)を利用して鉄鋼材料の高強度化を図ろうとする試みがなされ、その一つとしてナノCu 粒子が注目されている。ただし、ナノCu 粒子分散鋼の優れた機械的性質は、単に分散粒子のサイズが微細であることだけでなく、「分散Cu 粒子自体が鉄基地に比べて十分軟質である」というCu 粒子の特徴によってもたらされている事実も示唆されている。今後、大きな降伏強度と加工硬化率を有し高強度・高延性を兼ね備えた材料を得るためには、炭化物とCu 粒子を同時に最適な状態で分散させ、それぞれの特長を融合させてやること(ハイブリッド化)が有効であると考えられる。そのような鉄鋼材料、「ハイブリッド鋼」の有効性を証明することを本研究の最大の目的とし研究を遂行した。その結果、様々なハイブリッド鋼(フェライト型ハイブリッド鋼、マルテンサイト型ハイブリッド鋼、パーライト型ハイブリッド鋼など)の創製に成功し、炭化物とCu 粒子の複合析出により鋼の強度-延性バランスが大幅に改善することが明らかとなった。さらに、炭化物とCu 粒子それぞれの分散状態を制御することにより鋼の降伏強度と加工硬化率を独立して任意にコントロールできる可能性が示唆された。

報告書

(4件)
  • 2008 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2009 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Microstructure and Mechanical Property of Copper Bearing Eutectoid Steel2008

    • 著者名/発表者名
      M. Murakami, Y. Takanaga, N. Nakada, T. Tsuchiyama and S. Takaki
    • 雑誌名

      ISIJ International vol.48

      ページ: 1467-1472

    • NAID

      10027031369

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fe-Cu 合金の冷間圧延に伴う分散Cu 粒子の塑性変形と転位組織発達2008

    • 著者名/発表者名
      今浪祐太、村上真宏、中田伸生、土山聡宏、高木節雄
    • 雑誌名

      熱処理 48 巻

      ページ: 299-300

    • NAID

      10024407315

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microstructure and Mechanical Property of Copper Bearing Eutectoid Steel2008

    • 著者名/発表者名
      M. Murakami, Y. Takanaga, N. Nakada, T. Tsuchiyama, Setsuo Takaki
    • 雑誌名

      ISIJ International 48

      ページ: 1467-1472

    • NAID

      10027031369

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fe-Cu合金の冷間圧延に伴う分散Cu粒子の塑性変形と転位組織発達2008

    • 著者名/発表者名
      今浪祐太, 村上真宏, 中田伸生, 土山聡宏, 高木節雄
    • 雑誌名

      熱処理 48

      ページ: 299-300

    • NAID

      10024407315

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Solute Copper of Yield Strength in Dislocation-strengthened Steels2007

    • 著者名/発表者名
      J.SYARIF et al.
    • 雑誌名

      ISIJ International 47

      ページ: 340-345

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Retardation of Austenitic Grain Growth by Grain Boundary Segregation of Copper in Low Carbon Steels2006

    • 著者名/発表者名
      N.NAKADA et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of Asia Steel International Conference 2006

      ページ: 634-639

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Contribution of Soft Cu Particles on Tensile Deformation Behavior in Iron

    • 著者名/発表者名
      Y. Imanami, M. Murakami, N. Nakada, T. Tsuchiyama and S. Takaki
    • 雑誌名

      special issue of Netsusyori (掲載決定)

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Precipitation of Copper Particles during Pearlite Transformation

    • 著者名/発表者名
      M. Murakami, Y. Takanaga, N. Nakada, T. Tsuchiyama and S. Takaki
    • 雑誌名

      special issue of Netsusyori 掲載決定

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Contribution of Soft Cu particles on Work Hardening Behavior in Ferritic iron

    • 著者名/発表者名
      Y. Imanami, M. Murakami, N. Nakada, T. Tsuchiyama and S. Takaki
    • 雑誌名

      ISIJ International 掲載決定

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 硬質および軟質粒子分散フェライト鋼における加工硬化挙動の相違2009

    • 著者名/発表者名
      今浪祐太、村上真宏、中田伸生、土山聡宏、高木節雄
    • 学会等名
      (社)日本鉄鋼協会・春季講演大会
    • 年月日
      2009-03-29
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Contribution of Soft Cu Particles on Tensile Deformation Behavior in Iron2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Imanami, M. Murakami, N. Nakada, T. Tsuchiyama and S. Takaki
    • 学会等名
      17th IFHTSE Congress
    • 年月日
      2008-10-30
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Precipitation of Copper Particles during Pearlite Transformation2008

    • 著者名/発表者名
      M. Murakami, Y. Takanaga, N. Nakada, T. Tsuchiyama and S. Takaki
    • 学会等名
      17th IFHTSE Congress
    • 年月日
      2008-10-30
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Contribution of Soft Cu Particles on Tensile Deformation Behavior in Iron2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Imanami, M. Murakami, N. Nakada, T. Tsuchiyama, S. Takaki
    • 学会等名
      17th IFHTSE Congress
    • 発表場所
      Kobe
    • 年月日
      2008-10-30
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Precipitation of Copper Particles during Pearlite Transformation2008

    • 著者名/発表者名
      M. Murakami, Y. Takanaga, N. Nakada, T. Tsuchiyama, s. Takaki
    • 学会等名
      17th IFHTSE Congress
    • 発表場所
      Kobe
    • 年月日
      2008-10-30
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Cu粒子分散型パーライト鋼の組織と強度特性2007

    • 著者名/発表者名
      高永洋平、中田伸生、土山聡宏、高木節雄
    • 学会等名
      (社)日本鉄鋼協会・第154回秋季講演大会
    • 年月日
      2007-09-19
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] マルテンサイト鋼における硬質炭化物粒子と軟質Cu 粒子の複合析出挙動2007

    • 著者名/発表者名
      村上真宏、中田伸生、土山聡宏、高木節雄、足立吉隆
    • 年月日
      2007-09-19
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Cu粒子分散型パーライト鋼の組織と強度特性2007

    • 著者名/発表者名
      高永 洋平、中田 伸生、土山 聡宏、高木 節雄
    • 学会等名
      (社)日本鉄鋼協会・第154回秋季講演大会
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 年月日
      2007-09-19
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] マルテンサイト鋼における硬質炭化物粒子と軟質Cu粒子の複合析出挙動2007

    • 著者名/発表者名
      村上 真宏、中田 伸生、土山 聡宏、高木 節雄、足立 吉隆
    • 学会等名
      (社)日本鉄鋼協会・第154回秋季講演大会
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 年月日
      2007-09-19
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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