オーステナイト系耐熱鋼の強度に及ぼすγ-Fe母相/Fe2Nb強化相界面の役割

• 研究課題/領域番号: 25709065
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 構造・機能材料
• 研究機関: 名古屋大学 (2015); 東京工業大学
• 研究代表者: 高田 尚記 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70432523)
• 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: 13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円); 2015年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2014年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円); 2013年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: オーステナイト系耐熱鋼 / 金属間化合物 / Ｌａｖｅｓ相 / 結晶粒界 / 異相界面 / オーステナイト耐熱鋼 / 塑性変形 / マイクロピラー / Laves相 / 集束イオンビーム / 耐熱材料 / 粒界析出強化 / クリープ

研究成果の概要

本研究は，オーステナイト系耐熱鋼における金属間化合物相による粒界析出強化機構の解明を見据え，Fe-20Cr-30Ni鋼（γ-Fe単相）及びFe-20Cr-30Ni-2Nb鋼（γ-Fe/ Fe2Nb-Laves相）の単一結晶粒界を有する微小な試験片を作製し，ナノインデンターを用いた圧縮試験を行い，室温におけるオーステナイト系耐熱鋼の強度及び変形に及ぼすγ-Fe/Laves相界面の役割を検討した．その結果，γ-Fe/Laves相異相界面は粒界近傍のγ-Fe相の加工硬化を促進する役割を担うことを明らかにした．

研究成果

• [国際共同研究] Brown Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ(米国)
• [雑誌論文] Nanoindentation study on solid solution softening of Fe-rich Fe2Nb Laves phase by Ni in Fe-Nb-Ni ternary alloys (2016)
  • 著者名/発表者名: Naoki Takata, Hassan Ghassemi-Armaki, Masao Takeyama, Sharvan Kumar
  • 雑誌名: Intermetallics 巻: 70 ページ: 7-16
  • DOI: 10.1016/j.intermet.2015.11.003
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Mechanical properties of austenitic heat-resistant Fe-20Cr-30Ni-2Nb steel at ambient temperature (2016)
  • 著者名/発表者名: Naoya Kanno, Kazuhiro Yoshimura, Naoki Takata, Imanuel Tarigan, Masao Takeyama
  • 雑誌名: Materials Science and Engineering A 巻: 662 ページ: 551-563
  • DOI: 10.1016/j.msea.2016.03.038
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tensile Properties of Austenitic Heat Resistant Steel of Fe-20Cr-30Ni-2Nb at Ambient Temperature (2016)
  • 著者名/発表者名: Naoki Takata, Naoya Kanno, Masao Takeyama
  • 雑誌名: Proceedings of Advanced High-Temperature Materials Technology for Sustainable and Reliable Power Engineering (123HiMAT-2015) 巻: 1
  • 査読あり
• [雑誌論文] 金属間化合物Fe₂Al₅相およびFeAl₃相の室温における機械的性質 (2016)
  • 著者名/発表者名: 塚原斉史、高田尚記、小林覚、竹山雅夫
  • 雑誌名: 鉄と鋼 巻: 102 号: 2 ページ: 89-95
  • DOI: 10.2355/tetsutohagane.TETSU-2015-063
  • NAID: 130005121414
  • ISSN: 0021-1575, 1883-2954
  • 査読あり
• [雑誌論文] Laves相により粒界強化したFe-20Cr-30Ni-2Nbオーステナイト系耐熱鋼の室温近傍での衝撃変形挙動 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高田尚記、環野直也、竹山雅夫
  • 雑誌名: 耐熱金属材料123委員会研究報告 巻: ５４ ページ: 73-84
• [学会発表] オーステナイト系耐熱鋼から作製したγ-Fe 双結晶マイクロピラーの室温圧縮 (2015)
  • 著者名/発表者名: Kumpyo Kwak，高田尚記，竹山雅夫
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会第170回秋季講演大会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] Tensile Properties of Austenitic Heat Resistant Steel of Fe-20Cr-30Ni-2Nb at Ambient Temperature (2015)
  • 著者名/発表者名: Naoki TAKATA, Naoya KANNO, Masao TAKEYAMA
  • 学会等名: Advanced High-Temperature Materials Technology for Sustainable and Reliable Power Engineering (123HiMAT-2015)
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2015-06-29
  • 国際学会
• [学会発表] Fe-20Cr-30Niオーステナイト系耐熱鋼のマイクロピラー試験による変形特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: Kumpyo Kwak，高田 尚記，竹山 雅夫
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会第169回春季講演大会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-20
• [学会発表] Laves相により粒界を被覆した化合物強化型オーステナイト系耐熱鋼の室温引張変形のその場観察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉原茉里、高田尚記、竹山雅夫
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会第166回秋季講演大会
  • 発表場所: 金沢大学
• [学会発表] Grain Boundary Precipitation of Fe2Nb Laves Phase in Austenitic Heat Resistant Steel of Fe-20Cr-30Ni-2Nb (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Takata, R. H. Zhang, I. Tarigan and M. Takeyama
  • 学会等名: THERMEC 2013
  • 発表場所: Ｌａｓ Ｖｅｇａｓ， Ｕ．Ｓ．Ａ
  • 招待講演
• [備考] 東京工業大学 材料工学専攻 竹山研究室 ＨＰ （実績2013）
  • URL: http://steel.mtl.titech.ac.jp/achievement/2013.html