| 研究課題/領域番号 |
20K14605
|
|---|
| 研究種目 |
若手研究
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
小区分18010:材料力学および機械材料関連
|
|---|
| 研究機関 | 金沢大学 |
|---|
研究代表者 |
古賀 紀光 金沢大学, 機械工学系, 准教授 (30735923)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
|
|---|
| キーワード | 構造材料 / 鉄鋼材料 / 引張特性 / 極低温 / 二相鋼 / セレーション / 複相組織 / 低温引張特性 / 変形・破壊 / 結晶粒微細化 / 加工誘起変態 / 積層材 / 相応力 / マルチスケール解析 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
次世代型核融合炉の構造部材として極低温下で優れた強度と延性を有する構造材料が求められている。一方、機械的性質(強度、伸びなど)の温度依存性が異なる二相を有する金属材料は、優れた低温引張特性を示すことがわかっている。本研究では、まず二相の分布状態を制御することにより、低温引張特性と異相分布状態の関係を明らかにする。次いで、マルチスケールでの変形・破壊挙動の解析を行い、異相混在による優れた低温特性発現メカニズムを明らかとする。最終的に、得られた知見をもとに新たな高強度・高延性低温用構造材料を開発することを目標とする。
|
| 研究成果の概要 |
体心立方構造(bcc)のフェライト相と面心立方構造(fcc)のオーステナイト相が混在する二相鋼が低温下で優れた強度と伸びを示すことが明らかになった。加工誘起マルテンサイト変態および両相の強調変形が優れた低温引張特性発現の要因であった。二相鋼では、結晶粒の微細化が低温下での強度と伸びの改善に特に有効であることを見出した。微細結晶粒の二相鋼は、4.2 Kで従来材と同程度の延性を有しながら、著しく高い強度を示した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
4.2 Kでの変形では、発熱を伴うセレーションと呼ばれる局所領域の変形によってその機械的性質が変化することが示唆された。本結果は、極低温環境下での金属材料の変形についての基礎的知見を与えるものであり、その学術的意義は深い。一方で、本研究で最終的に得られた二相鋼の4.2 Kでの強度特性は従来材を遥かに凌駕しており、次世代型核融合炉の構造部材になりえる。よって、本成果は、将来的に核融合炉の普及を通して社会に貢献できる可能性を秘めている。
|
