| 研究課題/領域番号 |
21K03748
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18010:材料力学および機械材料関連
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| 研究機関 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
梅澤 修 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (20343171)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 極低温構造材料 / 微小き裂形成 / ひずみ不整合 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
高強度・高靱性な極低温構造材料の開発が必須な状況にあるが、極厚材中心部の金属組織制御を如何に行って耐き裂形成能を高めるかがその鍵を握っている。本研究では、極厚材と加工熱処理材における熱処理過程と金属組織および強度特性との関係を比較検討し、結晶界面に生じる「ひずみ不整合」とそれに起因した特定の界面に生じる局所変形集中がどのような過程を経て微小き裂を形成するのか、これまでに得られた実験的検証を発展させる。どのような材料組織因子を制御することがひずみ不整合状態を緩和し、耐き裂形成に対して有効か、その設計指針を導いて、高強度で極厚の極低温構造部材開発に寄与することを意図している。
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| 研究成果の概要 |
極厚材と加工熱処理材における熱処理過程と金属組織および強度特性との関係を比較検討し、結晶界面に生じる「ひずみ不整合」とそれに起因した特定の界面に生じる局所変形集中がどのような過程を経て微小き裂を形成するのか実験的検証を行った。SUS316LN鋼ベースにN固溶強化の影響を定式化するとともに、化学成分（微量元素の中心偏析）あるいは加工熱処理条件（厚さ部位での加工度）とが異なるオーステナイト鋼およびTi合金を用いて強度および靭性評価を行った。そして、高サイクル疲労強度評価から「ひずみ不整合」の要因を同定し、疲労強度改善には結晶粒微細化による「ひずみ不整合」の緩和が支配的であることを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
高強度・高靱性な極低温構造材料の開発では、極厚材中心部の金属組織制御を如何に行って耐き裂形成能を高めるかがその鍵を握っている。すなわち、溶質元素や析出物などの偏析や混粒組織（軟質領域と硬質領域）の形成が、内部き裂破壊現象を加速したり現出させる。本研究では、局所的な塑性変形集中が微小ボイドなどの応力集中源を形成して微視割れを引き起こし、微視組織を反映した微小き裂形成に至るき裂発生モデルについて実験的検証による新たな進展を与えた。十分な鍛圧比が得られない極厚材料における変形・破壊機構の理解と高強度材料における微小き裂形成問題に対する新たな材料組織設計指針を与え、極低温構造材料の材料開発に資する。
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