| 研究課題/領域番号 |
21K14433
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分26050:材料加工および組織制御関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
張 咏ジエ 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (40793740)
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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 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 粒界偏析 / 鉄鋼材料 / 合金元素 / 溶質元素間相互作用 / アトムプローブ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
多結晶金属材料における溶質の粒界偏析量は他の元素に影響されることが広く知られている。本研究では、最も重要な構造材料である鉄合金における異種元素の共偏析挙動に着目し、粒界性格の影響を考慮した上で溶質元素の粒界偏析量を系統的に調査する。得られた結果を元素間の熱力学的な相互作用の観点で検討を行うことで、金属材料の特性改善を目指した粒界偏析の制御技術を確立する。
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| 研究成果の概要 |
多結晶金属材料の粒界における溶質偏析は、材料の諸性質が大きな影響をおよぼす。本研究では、BCC鉄におけるCやP、N、Snに着目し、粒界性格の影響を考慮した上で、溶質間相互作用が粒界偏析におよぼす影響を、三次元アトムプローブを用いた定量評価により解明した。Fe-P二元合金では、Pの偏析量が粒界方位差とともに増加した。その他のFe-X二元合金における大角粒界では、溶質偏析量が添加量とともに線形的に増加せず、溶質間の反発的な相互作用が見られた。さらに、Fe-P-CとFe-Sn-C三元合金では、PとSnの偏析がC添加により抑制される傾向が見られ、Cとの反発的な相互作用が寄与することが明らかとなった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で明らかとなったBCC鉄における溶質偏析におよぼす粒界性格の影響により、過去の研究で報告された結果の位置づけが明確になると考えられる。また、溶質間相互作用の寄与に関する知見に基づき、鉄合金における各種溶質の共偏析・競合偏析現象を制御することが可能になる。さらに、それらの現象の本質的理解により、カーボンニュートラルの達成に向けて、溶質偏析の制御に基づいた実用鋼の機械的特性向上が期待される。
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