確率共鳴のアナロジーによる階層構造材料のエネルギー変化の統一的理解と材料設計

• 研究課題/領域番号: 20360312
• 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: 名古屋大学
• 研究代表者: 村田 純教 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (10144213)
• 研究分担者: 小山 敏幸 名古屋工業大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80225599)
• 研究協力者: 東 司 (株)日本製鋼所, 室蘭研究所, 所長
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円); 2010年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2009年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円); 2008年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
• キーワード: ミクロ組織 / 耐熱鋼 / ニッケル基超合金 / フェーズフィールド法 / 階層構造 / 組織自由エネルギー / 確率共鳴 / 耐熱材料

研究概要

階層のあるミクロ組織をもつニッケル基超合金および耐熱鋼における高温での大きな組織変化を、組織エネルギー論に基づいたフェーズフィールド法により明らかにした。特に複雑なミクロ組織を示すフェライト系耐熱鋼では、その組織自由エネルギーを評価するために、転位密度測定をはじめとする実験的手法を用いた。さらに、代表的な階層組織であるマルテンサイト相組織の形態をフェーズフィールド法により再現することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Evaluation of dislocation density and dislocation character in cold-rolled Type 304 steel determined by profile analysis of X-ray diffraction (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Shintani, Y.Murata
  • 雑誌名: Acta Materialia 59 ページ: 4314-4322
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of dislocation density and dislocation character in cold-rolled Type304 steel determined by profile analysis of X-ray diffraction (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Shintani, Y.Murata
  • 雑誌名: Acts Materialea 巻: (未定,In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase-Field Simulation of Nucleation and Growth of M23C6 Carbide and Ferromagnetic Phases during Creep Deformation in Type 304 Steel (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Tsukada, A.Shiraki, Y.Murata, S.Takaya, T.Koyama, M.Morinaga
  • 雑誌名: J.of Nuclear Materials Vol.401 ページ: 154-158
  • 査読あり
• [雑誌論文] Precipitation of Ferromagnetic Phase induced by Defect Energies during Creep Deformation in Type 304 Steel (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Tsukada, A.Shiraki, Y.Murata, S.Takaya, T.Koyama, M.Morinaga
  • 雑誌名: J.of Nuclear Materials Vol.401 ページ: 13-16
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase-Field Simulation of the Effect of Elastic Inhomogeneity on Microstructure Evolution in Ni-Based Superalloys (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Tsukada, Y.Murata, T.Koyama, M.Morinaga
  • 雑誌名: Materials Transactions 50 ページ: 744-748
  • NAID: 10024813378
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of the Modulated Structure in a Steel by the Addition of a Strong Carbide Forming Element (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Murata, T.Kita, T.Tsukamoto, Y.Tsukada, T.Koyama, M.Morinaga
  • 雑誌名: Defect and Diffusion Forum 297-301 ページ: 472-476
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase-Field Simulation on on Coarsening of the γ ' Phase Particles in Ni-Based Superalloys Considering Elastic Inhomogeneity (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Taukada, Y.Murata, T.Koyama, M.Morinaga
  • 雑誌名: Defect and Diffusion Forum 297-301 ページ: 376-383
  • 査読あり
• [雑誌論文] Precipitation of ferromagnetic phase induced by defect energies during Creep deformation in Type304 austenitic steel (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Tsukada, A.Shiraki, Y.Murata, S.Takaya, T.Koyama, M.Morinaga
  • 雑誌名: J. of Nuclear Materials 巻: 401 ページ: 13-16
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase-field simulation of nucleation and growth of M_<23>C_6 carbide and ferromagnetic phase during creep deformation in Type304 steel (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Tsukada, A.Shiraki, Y.Murata, S.Takaya, T.Koyama, M.Morinaga
  • 雑誌名: J. of Nuclear Materials 巻: 401 ページ: 154-158
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dependence of Precipitation Behavior and Creep Strength on Cr Content in High Cr Ferritic Heat Resistant Steels (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Murata, K.Yamashita, M.Morinaga, K.Miki, T.Azuma, T.Ishiguro, R.Hashiuzme
  • 雑誌名: J.of Solid Mechanics and Mater.Science Vol.3 ページ: 457-463
  • NAID: 130000106323
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dependence of Precipitation Behavior and Creep Strength on Cr Content in High Cr Ferritic Heat Resistant Steels (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Murata, K.Yamashita, M.Morinaga, T.Hara, K.Miki, T.Azuma, T.Ishiguro, R.Hashizume
  • 雑誌名: J.Solid Mechanics and Materials Engineering 3 ページ: 457-463
  • NAID: 130000106323
  • 査読あり
• [雑誌論文] 改良9Cr-1Mo鋼の実機サイズ再熱蒸気管エルボ内圧クリープ試験と寿命評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤田明吾, 齋藤健介, 宮地良和, 伊藤拓哉, 武正文夫, 野中勇, 村田純教, 森永正彦
  • 雑誌名: 材料 58 ページ: 930-936
  • NAID: 130000133369
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase-Field Simulation on the Formation and Collapse Processes of the Rafted Structure in Ni-Based Superalloys (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Tsukada, Y.Murata, T.Koyama, M.Morinaga
  • 雑誌名: Materials Transactions Vol.49 ページ: 484-488
  • NAID: 10021144746
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cross Interdiffusion Coefficients in Nickel-and Iron-Based Ternary Alloys (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Murata, S.Sakurai, E.Mabruri, T.Koyama, M.Morinaga
  • 雑誌名: Defect and Diffusion Forum Vols.273-276 ページ: 419-424
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase-Field Simulation on the Formation and Collapse Processes of the Rafted Structure in Ni-Based Superalloys (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Tsukada, Y. Murata, T. Koyama, M. Morinaga
  • 雑誌名: Materials Transactions 49 ページ: 484-488
  • NAID: 10021144746
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interdiffusion of Refractory Elements in Fe-Cr-X (X : Mo, W) and Fe-Mo-W Ternary Iron Alloys (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Takeda, K. Yamashita, Y. Murata, T. Koyama, M. Morinaga
  • 雑誌名: Materials Transactions 49 ページ: 479-483
  • NAID: 10021144735
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cross Interdiffusion Coefficients in Nickel- and Iron-based Ternary Alloys (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Murata, S. Sakurai, E. Mabruri, T. Koyama, M. Morinaga
  • 雑誌名: Defect and Diffusion Forum 273-276 ページ: 414-424
  • 査読あり
• [学会発表] 高Crフェライト系耐熱鋼の溶接HAZ部のミクロ組織解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 岩田満直、杉山雄一、村田純教, 他
  • 学会等名: 日本材料学会高温強度シンポジウム
  • 発表場所: 高知市(高知城ホール)
  • 年月日: 2010-12-02
• [学会発表] X線回折プロファイル解析によるSUS304圧延材の転位密度・転位性状評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 新谷剛志、村田純教
  • 学会等名: 日本材料学会高温強度シンポジウム
  • 発表場所: 高知市(高知城ホール)
  • 年月日: 2010-12-02
• [学会発表] 原子力用改良9Cr-1Mo鋼の溶接HAZ部の組織自由エネルギー評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 杉山雄一、岩田満直、村田純教, 他
  • 学会等名: 日本材料学会高温強度シンポジウム
  • 発表場所: 高知市(高知城ホール)
  • 年月日: 2010-12-02
• [学会発表] 原子力用改良9Cr-1Mo鋼の溶接HAZ部の組織自由エネルギー評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 杉山雄一、岩田満直、村田純教、高屋茂
  • 学会等名: 日本材料学会、高温強度シンポジウム
  • 発表場所: 高知市高知城ホール
  • 年月日: 2010-12-02
• [学会発表] Phase-Field Simulation of Microstructure Evolution in Ni-Based Superalloys (2010)
  • 著者名/発表者名: 塚田祐貴, 村田純教, 小山敏幸, 他
  • 学会等名: 9th Liege Conference on Materials for Advanced Power Eng.
  • 発表場所: Liege, Belgium
  • 年月日: 2010-09-27
• [学会発表] 改良9Cr鋼の模擬i溶接熱処理材における組織自由エネルギー (2010)
  • 著者名/発表者名: 杉山雄一、岩田満直、村田純教, 他
  • 学会等名: 日本金属学会
  • 発表場所: 札幌市(北海道大学)
  • 年月日: 2010-09-26
• [学会発表] Destabilization of the Rafted Structure during Creep in Ni-Based Superalloys Simulated by Phase-Field Method (2010)
  • 著者名/発表者名: 塚田祐貴, 村田純教, 小山敏幸, 他
  • 学会等名: Superalloys
  • 発表場所: Awaji Island, Japa
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] Phase-Field Simulation on Phase Transformation during Creep Deformation in Type 304 Steel (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Tsukada, A.Shiraki, Y.Murata, S.Takaya, T.Koyama
  • 学会等名: 7th Pacific Rim Inter.Conf.on Advanced Materials and Processing
  • 発表場所: Cairns, Australia
  • 年月日: 2010-08-06
• [学会発表] Gr.91鋼実溶接継手を用いたHAZ部の転位密度測定とミクロ組織解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 杉山雄一、村田純教, 他
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会
  • 発表場所: つくば市
  • 年月日: 2010-03-29
• [学会発表] Ni基超合金のg'相中におけるTi, NbおよびMoの拡散 (2009)
  • 著者名/発表者名: 深谷容明、村田純教、森永正彦、小山敏幸, 他
  • 学会等名: 日本金属学会
  • 発表場所: 京都市(京都大学)
  • 年月日: 2009-09-16
• [学会発表] SUS304鋼中のM_<23>C_6炭化物および強磁性相生成の Phase-field シミュレーション (2009)
  • 著者名/発表者名: 塚田祐貴, 白木厚寛, 村田純教, 森永正彦, 高屋茂, 小山敏幸
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会第158回秋季講演大会 (京都)
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2009-09-16
• [学会発表] 強炭化物形成元素添加による鉄合金の相分離 (2009)
  • 著者名/発表者名: 北拓也、塚本達也、塚田祐貴, 村田純教, 他
  • 学会等名: 日本金属学会
  • 発表場所: 京都市(京都大学)
  • 年月日: 2009-09-15
• [学会発表] Gr. 91鋼の転位密度回復に及ぼす応力効果とクリープ強度 (2009)
  • 著者名/発表者名: 斎藤良裕, 竹田広太朗, 村田純教, 森永正彦
  • 学会等名: 日本金属学会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2009-03-30