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トワイマン効果を用いたバルクナノメタルの残留応力・ひずみの評価とその制御

公募研究

研究領域バルクナノメタル ー常識を覆す新しい構造材料の科学
研究課題/領域番号 25102701
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関弘前大学

研究代表者

佐藤 裕之  弘前大学, 理工学研究科, 教授 (10225998)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2013年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード構造材料 / 超微細粒 / 開放応力 / 応力テンソル / 2D-XRD / 長時間強度 / 超微粒子 / 寿命予測 / クリープ
研究実績の概要

(1)バルクナノメタルのマクロな残留応力の評価:残留応力と残留ひずみの評価方法について検討した。バルクナノメタルのように小型の試験材を対象として残留応力を測定する方法を検討するため,X線を用いた残留応力の測定方法について,東北大学の協力を得つつ,2D-XRD法の適用可能性について検討し,測定した。また,穿孔法によるひずみ-残留応力測定法についても実験した。提供を受けたバルクナノメタルの残留応力テンソルの測定を試み,残留応力の主応力と主軸の評価を行い次の結果を得た。ARB法により作成したバルクナノメタルの残留応力の主軸は,圧延方向と一致しており,熱処理によって主応力の大きさは変化するものの主軸の方向は変化しない。残留応力から見積もられるひずみは,バルクナノメタルの作成方法にも依存する。
(2)マクロな変調組織を持つ合金の強化法の検討
結晶粒径や硬度に分布や変調構造を作り込む方法として複合負荷による方法を実験的に検討し,室温強度と高温強度とマクロ組織の様相との関係を検討した。アルミニウム合金では,室温強度と高温強度(クリープ強度)を同時に改善できる場合のあることを見いだした。ホールペッチの関係やいわゆるDornの式からは,結晶粒の微細化による強度変化は,室温と高温では相反する依存性を持ち,広い温度範囲で強度を改善することは困難と予想されるが,組織の不均一さを積極的に生かすことによる室温強度と高温強度の同時改善の可能性を示した。高温強度の評価法として,代表者が提唱している「ひずみ加速指数」を用いる方法を改善して用いた。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (21件) (うち招待講演 6件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Extrapolation of Sigmoidal Creep Curve by Strain Acceleration Parameter2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Sato, Kosuke Omote, Akira Sato, and Kouki Ueno
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials

      巻: 592-593 ページ: 606-609

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/kem.592-593.606

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extrapolation of Creep Curve and Creep rate by Strain Acceleration Parameter in Al-Mg Solid Solutions2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Sato, Kosuke Omote, and Akira Sato
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 794-796 ページ: 307-312

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/msf.794-796.307

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Formation of Microstructural Gradient of AA2017 by RBT at Ambient Temperature2014

    • 著者名/発表者名
      Kouki Ueno, Akira Sato and Hiroyuki Sato
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 794-796 ページ: 1233-1238

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/msf.794-796.1233

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ひずみ加速指数によるCu-Al固溶体のクリープ曲線の区間評価 (Partitioning and Evaluation of Creep Curve of Cu-Al Solid Solutions by Strain Acceleration and Transition Objective Index)2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤麗, 表晧介, 前田悠太郎, 佐藤裕之
    • 雑誌名

      銅と銅合金

      巻: 53 ページ: 111-116

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Distribution of residual stresses in 1070 single phase aluminum with grain size gradient formed by RBT treatment2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Enomoto, T. Nishimura, H. Sato and S.-I. Tanaka
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 768-769 ページ: 343-350

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison of internal and residual stresses measured by strain-dip test and XRD during high temperature deformation of Al-Mg solid solutions2014

    • 著者名/発表者名
      H. Sato, Y. Enomoto, K. Omote, and S.-I. Tanaka
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 768-769 ページ: 351-357

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/msf.768-769.351

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extrapolation of Creep Curve and Creep Rate by Strain Acceleration Parameter in Al-Mg Solid Solution Alloys2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Sato, Kosuke Omote, and Akira Sato
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 未定

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 佐藤 麗, 表 晧介, 前田 悠太郎, 佐藤 裕之2014

    • 著者名/発表者名
      ひずみ加速指数によるCu-Al固溶体のクリープ曲線の区間評価
    • 雑誌名

      銅と銅合金

      巻: 未定

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] BNM の在留応力と残留ひずみの評価2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤裕之
    • 学会等名
      「バルクナノメタル 常識を覆す新しい構造材料の科学」 平成26 年度 バルクナノメタル全体報告会
    • 発表場所
      キャンパスプラザ京都
    • 年月日
      2015-03-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] RBTによって形成した組織勾配を持つA2017のクリープ曲線の定量評価2014

    • 著者名/発表者名
      前田悠太郎,上野功樹,佐藤麗,佐藤裕之
    • 学会等名
      日本金属学会2014年秋期講演大会(第155回)
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] バルクナノメタルの残留応力 ―新しい構造材料への期待―2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤裕之
    • 学会等名
      日本金属学会2014年秋期講演大会 (シンポジウム,バルクナノメタルIV)
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 2D-XRD法によるバルクナノメタルの残留応力テンソルの評価2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤麗,佐藤裕之,田中俊一郎
    • 学会等名
      日本金属学会2014年秋期講演大会(第155回)
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Extrapolation of Creep Curve and Creep rate by Strain Acceleration Parameter in Al-Mg Solid Solution Alloys2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤裕之,表皓介,佐藤麗
    • 学会等名
      第14回アルミニウム合金に関する国際会議 (ICAA14)
    • 発表場所
      トロンハイム,ノルウェー
    • 年月日
      2014-06-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Formation of Microstructural Gradient of A2017 by RBT at Ambient Temperature2014

    • 著者名/発表者名
      上野功樹,佐藤麗,佐藤裕之
    • 学会等名
      第14回アルミニウム合金に関する国際会議 (ICAA14)
    • 発表場所
      トロンハイム,ノルウェー
    • 年月日
      2014-06-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Extrapolation of Sigmoidal Creep Curve by Strain Acceleration Parameter2013

    • 著者名/発表者名
      ○Hiroyuki Sato, Kosuke Omote, Akira Sato, and Kouki Ueno
    • 学会等名
      Seventh International Conference on MATERIALS STRUCTURE & MICRO MECHANICS OF FRACTURE (MSMF7)
    • 発表場所
      Brno, Czech Republic
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] RBTにより組織勾配を形成したAl合金の高温強度2013

    • 著者名/発表者名
      ○上野 功樹、佐藤 麗、佐藤 裕之
    • 学会等名
      日本金属学会高温強度と組織形成の材料科学研究会
    • 発表場所
      宮城県刈田郡
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ひずみ加速指数によるクリープ曲線の比較2013

    • 著者名/発表者名
      ○佐藤 麗、表 皓介、佐藤 裕之
    • 学会等名
      日本金属学会高温強度と組織形成の材料科学研究会
    • 発表場所
      宮城県刈田郡
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ひずみ加速指数の評価によるクリープ曲線の新しい区間分類の提案2013

    • 著者名/発表者名
      ○佐藤 裕之、佐藤 麗、 表 皓介
    • 学会等名
      日本金属学会2013年秋期講演大会(第153回)
    • 発表場所
      金沢大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] RBT処理による2017合金の高温クリープ強度と室温強度の同時改善2013

    • 著者名/発表者名
      ○上野 功樹、佐藤 麗、佐藤 裕之
    • 学会等名
      日本金属学会2013年秋期講演大会(第153回)
    • 発表場所
      金沢大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ひずみ加速指数によるクリープ曲線の区間評価2013

    • 著者名/発表者名
      ○佐藤 裕之、佐藤 麗
    • 学会等名
      日本銅学会第53回講演大会
    • 発表場所
      関西大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of strain rate change during creep in sinter of ultrafine particles made by arc plasma method2013

    • 著者名/発表者名
      ○Hiroyuki Sato, Kosuke Omote, Akira Sato, Kouki Ueno
    • 学会等名
      International conference on Processing & manufacturing of advanced materials (Processing, Fabrication, Properties, Application, THERMEC2013)
    • 発表場所
      Las Vegas, NV, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] トワイマン効果を用いたバルクナノメタルの残留応力・ひずみの評価とその制御

    • 著者名/発表者名
      佐藤 裕之
    • 学会等名
      H25年度 バルクナノメタル 第一回全体研究会
    • 発表場所
      キャンパスプラザ京都
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ひずみ加速指数によるクリープ曲線の定量評価とクリープ曲線の外挿法の提案

    • 著者名/発表者名
      ○佐藤 裕之,表 晧介,上野 功樹,佐藤 麗
    • 学会等名
      日本金属学会春期講演大会(2014)
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 遷移クリープが明瞭に現れるクリープ曲線の外挿方法の比較

    • 著者名/発表者名
      ○佐藤 麗, 表 皓介,上野 功樹,佐藤 裕之
    • 学会等名
      日本金属学会春期講演大会(2014)
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] アルミニウム合金のマクロ組織に及ぼすRBT処理の影響

    • 著者名/発表者名
      ○上野功樹, 佐藤麗,佐藤裕之
    • 学会等名
      日本金属学会春期講演大会(2014)
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Proposal of new extrapolation method of creep curve by Strain-Acceleration- Parameter

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Sato
    • 学会等名
      Omega Method Workshop
    • 発表場所
      東京都千代田区
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ひずみ速度のひずみ依存性の評価に基づくクリープ曲線の外挿

    • 著者名/発表者名
      佐藤 裕之
    • 学会等名
      金属材料の高温変形と耐熱特性講演会
    • 発表場所
      仙台市青葉区
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高温クリープ現象と内部応力との関係 材料特性発現因子としての多様な微視的ひずみ場の解明-2

    • 著者名/発表者名
      佐藤 裕之
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会 評価・分析・解析部会 合同研究会
    • 発表場所
      仙台市青葉区
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ひずみ加速指数によるクリープ曲線の形状評価と寿命予測法の提案

    • 著者名/発表者名
      佐藤 裕之
    • 学会等名
      日本材料学会 第62期第2回 高温強度部門委員会
    • 発表場所
      東京都千代田区
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [産業財産権] 超微細Al合金粉末および高強度Al合金成形体の製造方法、ならびに超微細Al合金粉末および高強度Al合金成形体2013

    • 発明者名
      国立大学法人弘前大学、カミテック株式会社
    • 権利者名
      国立大学法人弘前大学、カミテック株式会社
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2013-11-19
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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