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ナノーメゾーマクロ強度解析による高温疲労材の損傷機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 23560110
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

長島 伸夫  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点 疲労研究グループ, 主幹研究員 (30354252)

研究分担者 早川 正夫  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点 疲労研究グループ, グループリーダー (50354254)
研究期間 (年度) 2011-04-28 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2014年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2013年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2012年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2011年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードferritic Cr-W steel / tempered martensite / coarse block / grain boundary / creep-fatigue / nano-indentation / pop-in behavior / coase subgrain / nanoindentation / pop-in / クリープ疲労 / ナノインデンテーション / 粗大サブグレイン / 国際情報交換 / 国際情報交流
研究成果の概要

12Cr-2Wフェライト系耐熱鋼についてナノインデンテーションを行った。優れたクリープ疲労特性を有する12Cr-2Wは粒内破壊,特性の劣る鋼は粒界破壊を示した。劣鋼では旧オーステナイト粒界に隣接する粗大ブロックに粗粒なサブグレインが形成された。粒界近傍の粗大ブロックのナノ硬さは、試験後の微細なブロックよりも顕著に小さくなった。さらに、ポップイン挙動は粒界近傍の粗いブロックのみで生じた。このポップイン挙動は、高温でのクリープ疲労による転位の回復によって、粗いブロック内の転位密度が極めて低くなることを示している。したがって、粒界に隣接する粗いブロックに局部的な変形が助けられ、粒界割れが導入された。

報告書

(7件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2016 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Fe-28Mn-6Si-5Cr-0.5NbC合金の低サイクル疲労特性2016

    • 著者名/発表者名
      長島伸夫 澤口孝宏 小川一行
    • 雑誌名

      鉄と鋼

      巻: 102 号: 9 ページ: 517-524

    • DOI

      10.2355/tetsutohagane.TETSU-2016-001

    • NAID

      130005261261

    • ISSN
      0021-1575, 1883-2954
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 引張強度2GPa級のバナジウム添加ばね鋼の水素割れ感受性の評価2015

    • 著者名/発表者名
      早川正夫, 水野浩行, 鈴木 健, 杉本 淳, 本庄 稔, 大石裕之, 榊原和利, 伊藤秀和, 近藤 覚, 松山晋作
    • 雑誌名

      Tetsu To Hagane-J. Iron Steel Inst. Jpn.

      巻: 101[1] ページ: 33-39

    • NAID

      130004747782

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of Mechanical Properties for Creep-fatigued Ferritic Heat-resisting Steel by Nano-indentation2014

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Nagashima, Maso Hayakawa, Megumi Kimura
    • 雑誌名

      PROCEEDIA MATERIALS SCIENCE

      巻: 3 ページ: 2006-2010

    • DOI

      10.1016/j.mspro.2014.06.323

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ニッケル基超合金アロイ713Cの高温高サイクル疲労特性2014

    • 著者名/発表者名
      小林一夫, 早川正夫
    • 雑誌名

      JOURNAL OF HIGH PRESSURE INSTITUTE OF JAPAN(圧力技術)

      巻: 52[1] ページ: 24-29

    • NAID

      130004446950

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 溶接構造用圧延鋼JIS-SM490Bすみ肉溶接継手の高サイクル疲労特性2014

    • 著者名/発表者名
      前田芳夫, 早川正夫
    • 雑誌名

      JOURNAL OF HIGH PRESSURE INSTITUTE OF JAPAN(圧力技術)

      巻: 52[3] ページ: 100-104

    • NAID

      130004871668

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ナノインデンテーション法によるフェライト系低合金鋼の塑性変形挙動に及ぼす水素影響の評価2013

    • 著者名/発表者名
      長島伸夫、早川正夫
    • 雑誌名

      圧力技術

      巻: 51 号: 6 ページ: 312-321

    • DOI

      10.11181/hpi.51.312

    • NAID

      130004446947

    • ISSN
      0387-0154, 1347-9598
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 平面ひずみ状態におけるき裂先端のひずみ分布測定法2013

    • 著者名/発表者名
      長島伸夫, 早川正夫
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集 A編

      巻: 79間 797号 ページ: 23-33

    • NAID

      130003374583

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Fe-28Mn-6Si-5Cr-0.25NbC合金の低サイクル疲労の累積塑性ひずみ評価2016

    • 著者名/発表者名
      長島伸夫 澤口孝宏
    • 学会等名
      第33回疲労シンポジウム 日本材料学会 疲労部門委員会主催
    • 発表場所
      赤穂ハイツ,兵庫県,赤穂市
    • 年月日
      2016-11-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Mechanical properties evalution by nano-indentation of creep-fatigued ferritic heat-resisting steel (12Cr-2W)2016

    • 著者名/発表者名
      Nobuo NAGASHIMA Masao HAYAKAWA and Megumi KIMURA
    • 学会等名
      第9回日中高温強度シンポジウム
    • 発表場所
      長沙理工大学 国際交流センター(中国)
    • 年月日
      2016-10-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fe-28Mn-6Si-5Cr-0.25NbC合金の低サイクル疲労と擬弾性2016

    • 著者名/発表者名
      長島伸夫 澤口孝宏
    • 学会等名
      M&M2016 日本機械学会主催
    • 発表場所
      神戸大学,兵庫県,神戸市
    • 年月日
      2016-10-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Fatigue properties of Iron-based shape memory alloy / Fatigue properties of Iron-based shape memory alloy2016

    • 著者名/発表者名
      Nobuo NAGASHIMA
    • 学会等名
      ISAMT2016
    • 発表場所
      Yeungnam University, Korea
    • 年月日
      2016-05-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Low-cycle fatigue properties of the Fe-28Mn-5Cr-6Si-0.5NbC alloy2015

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Nagashima, Takahiro Sawaguchi, Kazuyuki Ogawa
    • 学会等名
      International Conference on the Mechanical Behavior of Materials (ICM12)
    • 発表場所
      Karlsruhe/Germany
    • 年月日
      2015-05-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nono and Microscopic evalutions of microstructures and mechanical properties for creep-fatigued ferritic heat-resisting steel2014

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Nagashima, Masao Hayakawa, Megumi Kimura
    • 学会等名
      International Conference on Fatigue Damage of Structural Materials X (FATD2014)
    • 発表場所
      Hyannis, USA
    • 年月日
      2014-09-21 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Characterization of mechanical properties for creep-fatigued ferritic heat-resisting steel by nano-indentation2014

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Nagashima, Masao Hayakawa, Megumi Kimura
    • 学会等名
      20th European Conference on Fracture(ECF20)
    • 発表場所
      Trondheim, Norway
    • 年月日
      2014-06-30 – 2014-07-05
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] ナノインデンテーション法によるクリープ疲労したフェライト系耐熱鋼の微小力学特性評価2014

    • 著者名/発表者名
      長島伸夫,早川正夫,木村恵
    • 学会等名
      第63期学術講演会 (日本材料学会主催)
    • 発表場所
      福岡大学(日本)
    • 年月日
      2014-05-16 – 2014-05-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] ナノインデンテーション法によるクリープ疲労したフェライト系耐熱鋼の微小力学特性評価2014

    • 著者名/発表者名
      長島伸夫、早川正夫、木村恵
    • 学会等名
      日本材料学会 第63期通常総会・学術講演会
    • 発表場所
      福岡大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Characterization of mechanical properties for creep-fatigued ferritic heat-resisting steel by nano-indentation2014

    • 著者名/発表者名
      Nobuo NAGASHIMA, Masao HAYAKAWA and Megumi KIMURA
    • 学会等名
      20th European Conference on Fracture (ECF20),European Structural Integrity Society
    • 発表場所
      Trondheim, Norway
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Nano and macroscopic evaluations of microstructures and mechanical properties2014

    • 著者名/発表者名
      Nobuo NAGASHIMA, Masao HAYAKAWA and Megumi KIMURA
    • 学会等名
      International Conference on Fatigue Damage of Structural Materials X
    • 発表場所
      Hyannis, MA, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] クリープ疲労したフェライト系耐熱鋼(12Cr-2W)の組織・力学特性評価2013

    • 著者名/発表者名
      長島伸夫、早川正夫、木村恵
    • 学会等名
      M&M2013カンファレンス(日本機械学会主催)
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Alloy718超合金鍛造材の疲労特性に及ぼす応力比の影響2012

    • 著者名/発表者名
      長島伸夫,竹内悦男,小野嘉則,由利哲美,住吉英志,緒形俊夫,砂川英生
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会
    • 発表場所
      熊本市国際交流会館
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Alloy718鍛造材疲労破面のフラクトグラフィ2012

    • 著者名/発表者名
      長島伸夫,竹内悦男,小野嘉則,由利哲美,住吉英志,緒形俊夫,砂川英生
    • 学会等名
      第56回日本学術会議材料工学連合会講演会(主催 日本材料学会)
    • 発表場所
      京都テルサ,京都府
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [備考] http://samurai.nims.go.jp/NAGASHIMA_Nobuo-j.html

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] NIMS 研究者総覧 長島伸夫

    • URL

      http://samurai.nims.go.jp/NAGASHIMA_Nobuo-j.html

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] NIMS Researchers Database SAMURAI

    • URL

      http://samurai.nims.go.jp/NAGASHIMA_Nobuo-j.html

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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