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長周期地震動に対応できる次世代制震ダンパーとしての鉄系形状記憶合金の疲労特性

研究課題

研究課題/領域番号 25249099
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 構造・機能材料
研究機関九州大学

研究代表者

津崎 兼彰  九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40179990)

研究分担者 澤口 孝宏  物質・材料研究機構, 主席研究員 (30354161)
小山 元道  九州大学, 大学院工学研究院, 助教 (20722705)
松永 久生  九州大学, 大学院工学研究院, 准教授 (80346816)
連携研究者 野口 博司  九州大学, 大学院工学研究院, 教授 (80164680)
東田 賢二  九州大学, 大学院工学研究院, 教授 (70156561)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
45,370千円 (直接経費: 34,900千円、間接経費: 10,470千円)
2015年度: 13,780千円 (直接経費: 10,600千円、間接経費: 3,180千円)
2014年度: 14,040千円 (直接経費: 10,800千円、間接経費: 3,240千円)
2013年度: 17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
キーワード高Mnオーステナイト鋼 / 疲労変形 / 低サイクル疲労 / 疲労き裂進展 / マルテンサイト変態 / 鉄鋼材料 / 耐震性 / 震災復興 / High-Mn steel / 破壊 / 機械的性質 / ミクロ組織
研究成果の概要

長周期長時間地震動対策のための制震ダンパー鋼材として、鉄系形状記憶合金におけるミクロ変形の可逆性によって疲労特性が向上することに着眼し、その疲労特性向上の機構解明と系統的な材料データの構築を行った。その結果、疲労き裂先端近傍での変形誘起FCC-HCPマルテンサイト変態が起こる条件のFe-30Mn-4Si-2Al合金で低サイクル疲労特性が最も優れることが明らかとなった。また、本合金の優れた疲労特性(長寿命)は、き裂進展寿命に起因していることを明らかにした。その上で、き裂進展速度に及ぼすマルテンサイト変態の寄与について考察し、最適なマルテンサイト量があることを示した。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 8件、 謝辞記載あり 8件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 7件)

  • [雑誌論文] Effect of strain amplitude on the low-cycle fatigue behavior of a new Fe-15Mn-10Cr-8Ni-4Si seismic damping alloy2016

    • 著者名/発表者名
      Ilya Nikulin, Takahiro Sawaguchi, Atsumichi Kushibe, Yasuhiko Inoue, Hiroaki Otsuka, Kaneaki Tsuzaki
    • 雑誌名

      International Journal of Fatigue

      巻: 88 ページ: 132-141

    • DOI

      10.1016/j.ijfatigue.2016.03.021

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effect of g to ε martensitic transformation on low-cycle fatigue behaviour and fatigue microstructure of Fe-15Mn-10Cr-8Ni-xSi austenitic alloys2016

    • 著者名/発表者名
      Ilya Nikulin, Takahiro Sawaguchi, Kazuyuki Ogawa, Kaneaki Tsuzaki
    • 雑誌名

      Acta Materialia

      巻: 105 ページ: 207-218

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2015.12.002

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Positive and negative effects of hydrogen on tensile behavior in polycrystalline Fe-30Mn-(6-x)Si-xAl austenitic alloys2015

    • 著者名/発表者名
      Kaneaki Tsuzaki, Koki Fukuda, Motomichi Koyama, Hisao Matsunaga
    • 雑誌名

      Scripta Materialia

      巻: 105 ページ: 54-57

    • DOI

      10.1016/j.scriptamat.2015.05.007

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effects of Si on Tensile Properties Associated with Deformation-Induced ε-Martensitic Transformation in High Mn Austenitic Alloys2015

    • 著者名/発表者名
      Motomichi Koyama, Takahiro Sawaguchi, Kaneaki Tsuzaki
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 56 号: 6 ページ: 819-825

    • DOI

      10.2320/matertrans.M2015042

    • NAID

      130005072142

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 高Mn オーステナイト合金における引張特性に及ぼす Si の効果:変形誘起ε マルテンサイト変態に関連して2015

    • 著者名/発表者名
      小山元道, 澤口孝宏, 津﨑兼彰
    • 雑誌名

      日本金属学会誌

      巻: 79 ページ: 657-663

    • NAID

      130005109978

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Microstructure Evolution Associated with a Superior Low-Cycle Fatigue Resistance of the Fe-30Mn-4Si-2Al Alloy2015

    • 著者名/発表者名
      ILYA NIKULIN, TAKAHIRO SAWAGUCHI, KAZUYUKI OGAWA, and KANEAKI TSUZAKI
    • 雑誌名

      METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS A

      巻: 46A 号: 11 ページ: 5103-5113

    • DOI

      10.1007/s11661-015-3127-6

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Designing Fe-Mn-Si alloys with improved low-cycle fatigue lives2015

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Sawaguchi, Ilya Nikulin, Kazuyuki Ogawa, Kaoru Sekido, Susumu Takamori, Tadakatsu Maruyama, Yuya Chib, Atsumichi Kushibe, Yasuhiko Inoue, Kaneaki Tsuzaki
    • 雑誌名

      Scripta Materialia

      巻: 99 ページ: 49-52

    • DOI

      10.1016/j.scriptamat.2014.11.024

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Importance of crack-propagation-induced ε-martensite in strain-controlled low-cycle fatigue of high-Mn austenitic steel2015

    • 著者名/発表者名
      Huichao Li, Motomichi Koyama, Takahiro Sawaguchi, Kaneaki Tsuzaki, Hiroshi Noguchi
    • 雑誌名

      Philosophical Magazine Letters

      巻: 95 号: 6 ページ: 303-311

    • DOI

      10.1080/09500839.2015.1052029

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effect of alloying composition on low-cycle fatigue properties and microstructure of Fe-30Mn-(6-x)Si-xAl TRIP/TWIP alloys2013

    • 著者名/発表者名
      IlyaNikulin, TakahiroSawaguchi, KaneakiTsuzaki
    • 雑誌名

      Materials Science & Engineering A

      巻: 587 ページ: 192-200

    • DOI

      10.1016/j.msea.2013.08.061

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Fe-Mn-Si基合金中の反復部分転位運動による低サイクル疲労特性改善2016

    • 著者名/発表者名
      澤口孝宏
    • 学会等名
      日本金属学会春期大会
    • 発表場所
      東京理科大学
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 相変態が生み出す鉄鋼の多様性2015

    • 著者名/発表者名
      津﨑兼彰
    • 学会等名
      本多記念講演会
    • 発表場所
      ホテルメトロポリタン仙台
    • 年月日
      2015-10-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fe-Mn-Si形状記憶合金の新展開:耐疲労制振ダンパー用材料の開発2015

    • 著者名/発表者名
      津﨑兼彰
    • 学会等名
      日本金属学会秋期講演大会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Negative and Positive Effects of Hydrogen on Tensile Behavior in High-Mn Austenitic Steels2015

    • 著者名/発表者名
      K. Tsuzaki
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第170回秋期講演大会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 疲労耐久性に優れた新しいFe-Mn-Si系合金の開発2015

    • 著者名/発表者名
      澤口孝宏
    • 学会等名
      未踏科学技術協会特別講演会
    • 発表場所
      化学会館
    • 年月日
      2015-07-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高Mn鋼における転位の可逆的集団運動を利用した耐疲労特性の改善2014

    • 著者名/発表者名
      澤口孝宏
    • 学会等名
      第4回プラストンに基づく変形現象研究会
    • 発表場所
      教徒だいたく
    • 年月日
      2014-12-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fe-Mn-Si Alloy with Superior Low-cycle Fatigue Life and Its Application to Anti-seismic Damper2014

    • 著者名/発表者名
      K. Tsuzaki
    • 学会等名
      ICOMAT 2014
    • 発表場所
      Bilbao, Spain
    • 年月日
      2014-07-06 – 2014-07-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ESISMとしての国土強靭化への貢献:長周期地震動対策と構造材料そしてプラストン2014

    • 著者名/発表者名
      津崎兼彰
    • 学会等名
      京都大学 構造材料元素戦略研究拠点シンポジウム
    • 発表場所
      京都大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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