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軟質フェライトを有効活用した高強度複相組織鋼のさらなる高強度・高延性化

研究課題

研究課題/領域番号 21K14423
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分26040:構造材料および機能材料関連
研究機関愛知工業大学 (2023)
名古屋大学 (2021-2022)

研究代表者

小川 登志男  愛知工業大学, 工学部, 准教授 (10708910)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード鉄鋼材料 / 複相組織 / 強度-延性バランス / 再結晶 / 相変態 / 析出 / フェライト / 強度延性バランス / 初期組織
研究開始時の研究の概要

複相組織鋼の強度-延性バランスや成形性といった特性の向上には、相変態の制御によりベイナイトやマルテンサイトといった「硬質相」を最適化するのが現在の主流である。一方申請者は近年、「軟質相」であるフェライトの適切な制御により、複相組織鋼の特性が向上する可能性があることを見出した。そこで本研究では、フェライトの有効活用により複相組織鋼のさらなる高強度・高延性化を目指す。

研究成果の概要

高強度複相組織鋼において、主相であるフェライトの特徴を最適化することで、飛躍的な強度-延性バランスの向上を試みた。その結果、ミクロ組織がフェライトとマルテンサイトから構成されているDual Phase鋼板においてフェライトを等軸化・微細化・硬化させることで、強度-延性バランスが飛躍的に向上することを明らかにした。また、フェライトの三次元形態、さらには転位組織の定量情報とフェライト再結晶挙動の関係にも着目し、フェライトの特徴を決定づける支配因子についても明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で対象としている複相組織鋼は、自動車用鉄鋼材料として広く用いられている。年々自動車用鉄鋼材料に対する高強度化のニーズが高まる中で、本研究では複相組織鋼のフェライトの特徴を最適化することで、飛躍的な強度-延性バランスの向上に成功した。したがって、本研究で開発した複相組織鋼は、次世代の自動車用鉄鋼材料としての実用化が期待される。また、フェライトの三次元形態、さらには転位組織の定量情報とフェライト再結晶挙動の関係にも着目し、フェライトの特徴を決定づける支配因子についても明らかにした点は、学術的にも極めて重要な意義を持つ。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Evaluation of the tensile properties of vanadium-added steels with different ferrite and pearlite hardness ratios2023

    • 著者名/発表者名
      Minato Kawamura, Toshio Ogawa, Fei Sun, Yoshitaka Adachi
    • 雑誌名

      Journal of Materials Engineering and Performance

      巻: - 号: 13 ページ: 6816-6824

    • DOI

      10.1007/s11665-023-08436-w

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simulation-aided analysis of ferrite recrystallization behavior of pure iron with different dislocation characters2023

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Iguchi, Toshio Ogawa, Fei Sun, Yoshitaka Adachi
    • 雑誌名

      Journal of Materials Research and Technology

      巻: 24 ページ: 6558-6566

    • DOI

      10.1016/j.jmrt.2023.04.233

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Three-dimensional analysis of ferrite grains recrystallized in low-carbon steel during annealing2021

    • 著者名/発表者名
      Kengo Horiuchi, Toshio Ogawa, Zhi-Lei Wang, Yoshitaka Adachi
    • 雑誌名

      Materials

      巻: 14 号: 15 ページ: 4154-4154

    • DOI

      10.3390/ma14154154

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 初期組織の異なる低炭素鋼におけるフェライト再結晶挙動解析 (2): -二相域焼鈍中の組織形成におけるフェライト再結晶の役割-2024

    • 著者名/発表者名
      小川登志男、小勝康平、足立吉隆、段野下宙志
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会 第187回春季講演大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] フェライト相制御によるDual Phase鋼の高強度・高延性化2023

    • 著者名/発表者名
      小勝康平、陳達徳、孫飛、足立吉隆、小川登志男
    • 学会等名
      日本金属学会・日本鉄鋼協会東海支部 第33回材料フォーラムTOKAI
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 相間硬度比の異なるフェライト / パーライト鋼の引張特性評価2023

    • 著者名/発表者名
      川村南斗、孫飛、小川登志男、足立吉隆
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会 第185回春季講演大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 実験・シミュレーションの併用による純鉄の再結晶挙動における転位性格の役割解明2023

    • 著者名/発表者名
      井口航太朗、孫飛、小川登志男、足立吉隆
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会 第185回春季講演大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Characterization of recrystallization behavior in pure iron and low-carbon steel by three-dimensional microstructural analysis2022

    • 著者名/発表者名
      Toshio Ogawa, Kengo Horiuchi, Zhilei Wang, Yoshitaka Adachi
    • 学会等名
      The 7th International Conference on Advanced Steels
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 転位性格を考慮した純鉄における再結晶挙動の定量解析2022

    • 著者名/発表者名
      井口航太朗、孫飛、小川登志男、足立吉隆
    • 学会等名
      日本材料学会 第8回材料WEEK
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 組織形成シミュレーションの援用による純鉄の再結晶における転位性格の役割解明2022

    • 著者名/発表者名
      井口航太朗、孫飛、小川登志男、足立吉隆
    • 学会等名
      日本金属学会・日本鉄鋼協会東海支部 第32回材料フォーラムTOKAI
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 鉄鋼材料における再結晶粒の三次元定量解析2021

    • 著者名/発表者名
      堀内健吾, 王志磊, 小川登志男, 足立吉隆
    • 学会等名
      日本熱処理技術協会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 低炭素鋼板における再結晶フェライト粒の三次元構造解析2021

    • 著者名/発表者名
      堀内健吾, 王志磊, 小川登志男, 足立吉隆
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 析出強化フェライトを活用した複相組織鋼の相間硬度比および引張特性評価2021

    • 著者名/発表者名
      川村南斗, 王志磊, 小川登志男, 足立吉隆
    • 学会等名
      日本金属学会・日本鉄鋼協会東海支部
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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