| 研究領域 | ミルフィーユ構造の材料科学-新強化原理に基づく次世代構造材料の創製- |
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| 研究課題/領域番号 |
19H05121
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
中田 伸生 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (50380580)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2020年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2019年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
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| キーワード | キンク変形 / ラメラ組織 / 鉄基合金 / 相変態 / 力学特性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ミルフィーユ条件の一般化を目指して，LPSO型Mg合金以外でキンク変形が発現する材料を探索する．とくに，汎用的な構造用金属材料である鉄鋼材料に限定し，その層状組織であるパーライトを基本に，母相と第２相の結晶構造，層の間隔，母相／第２相比を広範に変化させた複数の鉄基層状組織合金を準備する．そして，これらの圧縮変形挙動を調査することで，鉄鋼材料におけるキンク変形の発現有無ならびに発現条件を明らかにする．
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| 研究実績の概要 |
昨年度までの研究により，種々の鉄基層状組織のうち，Fe-Cr-C系で形成するδ-パーライトがラメラ配向を容易に制御できるモデル材料であると結論し，Fe-18%Cr合金（フェライト系ステンレス鋼）をδ域である1273Kで固体浸炭処理に供した場合に生じるδ→γ+合金炭化物の共析反応（δ-パーライト変態）について，その温度依存性や形成するラメラ間隔など調査した．
本年度は，これを踏まえて，浸炭反応によって生じるδ-パーライト変態について，走査電子顕微鏡（SEM），エネルギー分散型X線分析（EDS），電子線後方散乱回折（EBSD）を用い，その変態メカニズムの詳細を調査した．その結果，δ-パーライト変態によってδがγとM23C6炭化物に共析分解することを直接確認し，浸炭処理後の冷却中にγがマルテンサイト変態することでδ-パーライトがHv1000に近い高硬度を示すことがわかった．さらに，詳細な結晶方位解析により，冷却前のγとM23C6はcube-on-cube結晶方位関係を満足していることが明らかとなった．さらに，δ-パーライト変態界面におけるδ/γ/M23C6間に対して局所平衡理論に基づいた解析を行い，本実験におけるδ-パーライト変態がCrの長距離拡散を必要とするPartitionig Local Equilibriumモデルで整理できることを証明した．これにより，浸炭処理によって誘起されるδ-パーライト変態における炭素の浸炭層内拡散ならびにδ-パーライト変態の速度論を連立して記述することができ，δ-パーライト組織の相比ならびに相間隔を制御する技術を確立した．
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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