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軟質粒子分散強化材の塑性加工に伴う粒子変形・分解挙動の評価と応用

研究課題

研究課題/領域番号 26289262
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
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

土山 聡宏  九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40315106)

研究分担者 赤間 大地  九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 研究員 (80612118)
中田 伸生  九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50380580)
連携研究者 波多 聰  九州大学, 大学院総合理工学研究院, 教授 (60264107)
諸岡 聡  首都大学東京, システムデザイン研究会, 助教 (10534422)
宗藤 伸治  九州大学, 大学院工学研究院, 准教授 (20380587)
研究協力者 村山 光宏  バージニア工科大学
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
14,300千円 (直接経費: 11,000千円、間接経費: 3,300千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
キーワード粒子分散強化 / 延性破壊 / 加工硬化 / 塑性加工 / ボイド生成 / 局部伸び / 軟質粒子 / 塑性変形 / FE-SEM / 加工軟化 / 延性 / 転位密度 / 構造・機能材料 / 機械的性質 / 鉄鋼材料 / 析出強化 / 強ひずみ加工 / 電気抵抗 / 軟質粒子分散鋼 / Cu粒子 / 析出 / 分解 / 不均一変形 / ナノボイド
研究成果の概要

鉄鋼材料の高強度化に利用される分散粒子のうち、本研究では鉄基地に対して軟質であるCu粒子の変形と破壊における役割について調査を行った。炭化物や窒化物などの一般的な硬質分散粒子は、それを基点として破壊を誘発するため、高強度化には有効であるが、延性は著しく損なう傾向にある。しかし、軟質Cu粒子は、鋼の延性をあまり損なうことなく強度を上昇させることを可能にすることを明らかにした。その理由として、材料の冷間加工に伴い粒子自身が塑性変形、高ひずみでは分解を生じて、粒子界面近傍での応力・ひずみ集中を軽減する機構を明らかにした。得られた知見は、鋼のさらなる高強度化に重要な指針を与えることを示唆している。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Virginia Tech(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Plastic deformation and dissolution of ε-Cu particles by cold rolling in an over-aged particle dispersion strengthening Fe-2mass%Cu alloy2016

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Tsuchiyama, Shinji Yamamoto, Satoshi Hata, Mitsuhiro Murayama, Satoshi Morooka, Setsuo Takaki
    • 雑誌名

      Acta Materialia

      巻: 113 ページ: 48-55

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2016.03.018

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Deformation and ductile fracture behaviors of a ferritic steel strengthened by Cu dispersion particles2016

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Tsuichiyama, Michiharu Asano, Izumi Shimoji, Setsuo Takaki
    • 学会等名
      PRICM 9
    • 発表場所
      京都国際会議場
    • 年月日
      2016-08-01
    • 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] Dissolution of Cu dispersion particles during severe plastic deformation and its effect on mechanical property of aged Fe-Cu binary alloy2016

    • 著者名/発表者名
      Michiharu Asano, Toshihiro Tsuichiyama, Setsuo Takaki
    • 学会等名
      PRICM 9
    • 発表場所
      京都国際会議場
    • 年月日
      2016-08-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dissolution of Cu dispersion particles during severe plastic deformation and its effect on mechanical property of aged Fe-Cu binary alloy2016

    • 著者名/発表者名
      M. Asano, S. Araki, D. Akama, T. Tsuchiyama, S. Takaki
    • 学会等名
      PRICM 2016
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2016-08-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Deformation and ductile fracture behaviors of a ferritic steel strengthened by Cu dispersion particles2016

    • 著者名/発表者名
      T. Tsuchiyama, M. Asano, I. Shimoji, S. Takaki
    • 学会等名
      PRICM 2016
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2016-08-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Fe-Cu合金の強ひずみ域における析出Cu粒子の分解2016

    • 著者名/発表者名
      浅野道春、荒木理、赤間大地、土山聡宏、高木節雄、高橋 淳、潮田浩作
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会 第171回春季講演大会
    • 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] Fe-Cu合金における析出Cu粒子の冷間圧延に伴う再固溶現象の定量評価2015

    • 著者名/発表者名
      浅野道春、荒木理、赤間大地、土山聡宏、高木節雄
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会 日本金属学会 平成28年度合同学術講演会
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      2015-06-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 中性子小角散乱法を用いた鋼中軟質分散Cu粒子の定量的観測2015

    • 著者名/発表者名
      諸岡聡、土山聡宏、大場洋次郎
    • 学会等名
      第6回中性子小角散乱解析法研究会
    • 発表場所
      京都大学東京オフィス
    • 年月日
      2015-03-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 硬質炭化物粒子および軟質Cu粒子分散鋼における粒子起点ナノボイド形成と延性破壊挙動2014

    • 著者名/発表者名
      下地いずみ、赤間大地、中田伸生、土山聡宏、高木節雄
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会 第168回秋季講演大会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2022-01-27  

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