| 研究課題/領域番号 |
19H02468
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分26040:構造材料および機能材料関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
木村 勇次 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究センター, 主席研究員 (80253483)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2020年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2019年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
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| キーワード | 構造材料 / 鉄鋼 / 加工熱処理 / 水素脆化 / 遅れ破壊 / 構造・機能材料 / 材料加工・処理 / 鉄鋼材料 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、引張強さが1800～2000MPa級の超高強度鋼およびボルトなどの超高強度部品の社会実装に向けての最重要課題である耐遅れ破壊特性を担保するための基盤研究を行う。 超微細繊維状結晶粒組織の制御によって「部材の一部が破壊・破損しても所定の荷重以下であれば部材そのものは完全に破断しない」というフェールセーフ機能を有する鋼（フェールセーフ鋼）の遅れ破壊挙動を水素侵入挙動と関連付けて調査し、実使用環境での遅れ破壊機構を解明する。その結果、超高強度部材の遅れ破壊を克服するための指針を得る。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、引張強度が1800～2000MPaの超微細繊維状結晶粒組織を有する超高強度低合金鋼を加工熱処理プロセスにより創製し、これら超高強度鋼の環状切欠試験片の締付け体およびボルトの締付け体の大気暴露実験をつくば市の物質・材料研究機構内の暴露場および日本ウェザリングテストセンター宮古島試験場でそれぞれ実施した。その結果、大気腐食環境下での超高強度鋼の遅れ破壊挙動を超微細繊維状結晶粒組織、水素侵入挙動ならびにラボでの遅れ破壊促進試験データに関連付けて明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
次世代の新鋼構造物の実現や自動車等のさらなる軽量化で必要とされる超高強度鋼の社会実装では、材料および部材がその使用中に突然、破断するという遅れ破壊の克服が大きな課題となっている。本研究では、超高強度鋼が遅れ破壊しやすいことに着目して、つくば市のマイルドな大気腐食環境下でも応力負荷条件等の制御により数か月程度の短期間で遅れ破壊を発生させ、その挙動を観察したことは学術的意義が高い。さらに様々な金属組織を有する超高強度鋼材に今回開発した手法を展開してデータを収集することで遅れ破壊を克服した超高強度鋼材開発への貢献が期待できる。
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