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2022 年度 実績報告書

力学解析によるキンク形成・強化のメカニズム解明

計画研究

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-
研究課題/領域番号 18H05478
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

萩原 幸司  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10346182)

研究分担者 岸田 恭輔  京都大学, 工学研究科, 准教授 (20354178)
榎 学  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (70201960)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2023-03-31
キーワードキンク変形 / ミルフィーユ構造 / 変形モード / 強度・延性 / その場観察・AE / マイクロ試験 / 単結晶
研究実績の概要

本年度の研究活動としては,組織型ミルフィーユ材料としてキンク形成を見出したAl系複相材料について,班内・班外連携のもとに検討を進めたのが大きな成果の一つである.特にAl-Cu合金については,代表者・萩原による力学特性評価,分担者・榎によるキンク帯形成挙動解析等を通じ,キンク帯形成の支配因子が明らかになるとともに,Mg-LPSO相以外でのキンク強化の発現が初めて直接的に実証されるなど,多くの重要な成果が得られた.またさらに京都大・岸田による18R型LPSO相,14H型LPSO相,Mg-Zn-Y希薄合金におけるキンク形成挙動の差異の検討,東京大・榎によるTi系ミルフィーユ材料におけるキンク形成挙動解析,また研究協力者である富山県立大・鈴木によるLPSO合金における応力負荷方向の反転に伴うキンク帯の可逆的運動挙動解析,東京大・白岩によるAEを利用したキンク帯形成挙動解析などが新たに実施され,「ミルフィーユ条件」を最終的に確定するための重要な多くの知見が明らかとなった.以上を踏まえた本研究,および5年間の研究成果の総括として,新学術研究立案時に策定した「経験的ミルフィーユ材料」の妥当性について明らかにすることをA02-1班のミッションとして進め,その結論を金属材料についてはかなり明確に得ることができた.その具体的結論については,紙面の都合上,別紙(5年間の全体報告書)の方に記載するが,LPSO相から派生した各種構造型,組織型ミルフィーユ材料の開発,力学特性解明が新たに実現されることで,「経験的ミルフィーユ材料」の適切なアップデートを実現することができ,LPSO相以外においてもキンク強化の発現,新材料開発が期待できることを明らかにすることができた.

現在までの達成度 (段落)

令和4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

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (58件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (18件) (うち国際共著 5件、 査読あり 18件、 オープンアクセス 15件) 学会発表 (39件) (うち国際学会 10件、 招待講演 6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Unified Understanding of Strengthening Mechanisms Acting in Mg/LPSO Two-Phase Extruded Alloys with Varying LPSO Phase Volume Fraction2023

    • 著者名/発表者名
      Hagihara Koji、Tokunaga Toko、Yamamoto Kazuki、Yamasaki Michiaki、Mayama Tsuyoshi、Shioyama Takumi、Kawamura Yoshihito、Nakano Takayoshi
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 64 ページ: 720~729

    • DOI

      10.2320/matertrans.MT-MD2022002

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Relationship between cluster-arranged nanoplate formation and mechanical properties of dilute Mg-Y-Zn alloys prepared by combination of low-cooling-rate solidification and extrusion techniques2023

    • 著者名/発表者名
      Ishizaki Seitaro、Yamasaki Michiaki、Hagihara Koji、Nishimoto Soya、Nakamura Taisuke、Kawamura Yoshihito
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 64 ページ: 756~765

    • DOI

      10.2320/matertrans.MT-MD2022015

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synchronized formation of kink bands in Al/Al2Cu mille-feuille structured alloy2023

    • 著者名/発表者名
      Shiraiwa Takayuki、Hamada Naoya、Briffod Fabien、Enoki Manabu、Hagihara Koji
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 64 ページ: 735~743

    • DOI

      10.2320/matertrans.MT-MD2022005

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Local Structural Analysis around Solute-Element in Annealed Mg99.2Zn0.2Y0.6 Alloy using X-ray Fluorescence Holography2023

    • 著者名/発表者名
      Kimura Koji、Egusa Daisuke、Hagihara Koji、Happo Naohisa、Kawamura Naomi、Tajiri Hiroo、Hayashi Kouichi、Abe Eiji
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 64 ページ: 750~755

    • DOI

      10.2320/matertrans.MT-MD2022009

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Kink band formation mechanism in α/β Ti-9Cr two-phase alloy2023

    • 著者名/発表者名
      Zhu Junyu、Briffod Fabien、Shiraiwa Takayuki、Enoki Manabu、Emura Satoshi
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds

      巻: 939 ページ: 168736~168736

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2023.168736

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evolution of short-range order and its effects on the plastic deformation behavior of single crystals of the equiatomic Cr-Co-Ni medium-entropy alloy2023

    • 著者名/発表者名
      Li Le、Chen Zhenghao、Kuroiwa Shogo、Ito Mitsuhiro、Yuge Koretaka、Kishida Kyosuke、Tanimoto Hisanori、Yu Yue、Inui Haruyuki、George Easo P.
    • 雑誌名

      Acta Materialia

      巻: 243 ページ: 118537~118537

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2022.118537

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Room-temperature plastic deformation of single crystals of α-manganese - hard and brittle metallic element2023

    • 著者名/発表者名
      Kishida Kyosuke、Suzuki Hirotaka、Okutani Masaomi、Inui Haruyuki
    • 雑誌名

      International Journal of Plasticity

      巻: 160 ページ: 103510~103510

    • DOI

      10.1016/j.ijplas.2022.103510

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Investigation of the electronic structure of the Mg99.2Zn0.2Y0.6 alloy using X-ray photoelectron spectroscopy2023

    • 著者名/発表者名
      H. Miyazaki, T. Akatsuka, K. Kimura, D. Egusa, Y. Sato, M. Itakura, Y. Takagi, A. Yasui, K. Ozawa, K. Mase, T. Tokunaga, K. Hayashi, K. Hagihara, E. Abe
    • 雑誌名

      Materials Transactions

      巻: in press ページ: -

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Room-temperature deformation of single crystals of the sigma-phase compound FeCr with the tetragonal D8b structure investigated by micropillar compression2023

    • 著者名/発表者名
      K. Kishida, M. Okutani, H. Suzuki, H. Inui, M. Heilmaier, D. Raabe
    • 雑誌名

      Acta Materialia

      巻: 249 ページ: 118829

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2023.118829

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Kink-band formation in the directionally-solidified Mg/LPSO two-phase alloys2022

    • 著者名/発表者名
      Tokunaga Toko、Hagihara Koji、Yamasaki Michiaki、Mayama Tsuyoshi、Yamamoto Kazuki、Narimoto Hiroki、Kida Taiki、Kawamura Yoshihito、Nakano Takayoshi
    • 雑誌名

      Science and Technology of Advanced Materials

      巻: 23 ページ: 752~766

    • DOI

      10.1080/14686996.2022.2137696

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Microstructural factors governing the significant strengthening of Al/Al2Cu mille-feuille structured alloys accompanied by kink-band formation2022

    • 著者名/発表者名
      Hagihara Koji、Tokunaga Toko、Ohsawa Shuhei、Uemichi Shohei、Guan Kai、Egusa Daisuke、Abe Eiji
    • 雑誌名

      International Journal of Plasticity

      巻: 158 ページ: 103419~103419

    • DOI

      10.1016/j.ijplas.2022.103419

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] α-Mg/LPSO (Long-Period Stacking Ordered) phase interfaces as obstacles against dislocation slip in as-cast Mg-Zn-Y alloys2022

    • 著者名/発表者名
      Mayama Tsuyoshi、Agnew Sean R.、Hagihara Koji、Kamura Kentaro、Shiraishi Kazuma、Yamasaki Michiaki、Kawamura Yoshihito
    • 雑誌名

      International Journal of Plasticity

      巻: 154 ページ: 103294~103294

    • DOI

      10.1016/j.ijplas.2022.103294

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 回折法を利用した LPSO 型マグネシウム合金における階層的変形機構に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      城 鮎美、菖蒲 敬久、萩原 幸司、渡邉 真史
    • 雑誌名

      SPring-8/SACLA利用研究成果集

      巻: 10 ページ: 438~446

    • DOI

      10.18957/rr.10.5.438

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mechanical properties and failure mechanisms of Mg-Zn-Y alloys with different extrusion ratio and LPSO volume fraction2022

    • 著者名/発表者名
      Yin Wujun、Briffod Fabien、Shiraiwa Takayuki、Enoki Manabu
    • 雑誌名

      Journal of Magnesium and Alloys

      巻: 10 ページ: 2158~2172

    • DOI

      10.1016/j.jma.2022.02.004

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Potential kink band formation on α/β two-phase Ti-10Cr alloy under compressive condition2022

    • 著者名/発表者名
      Zhu Junyu、Briffod Fabien、Shiraiwa Takayuki、Enoki Manabu、Emura Satoshi
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering: A

      巻: 849 ページ: 143538~143538

    • DOI

      10.1016/j.msea.2022.143538

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct observation of zonal dislocation in complex materials by atomic-resolution scanning transmission electron microscopy2022

    • 著者名/発表者名
      Kishida Kyosuke、Okutani Masaomi、Inui Haruyuki
    • 雑誌名

      Acta Materialia

      巻: 228 ページ: 117756~117756

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2022.117756

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Plastic deformation of bulk and micropillar single crystals of Mo5Si3 with the tetragonal D8 structure2022

    • 著者名/発表者名
      Kishida Kyosuke、Chen Zhenghao、Matsunoshita Hirotaka、Maruyama Takuto、Fukuyama Takayoshi、Sasai Yuta、Inui Haruyuki、Heilmaier Martin
    • 雑誌名

      International Journal of Plasticity

      巻: 155 ページ: 103339~103339

    • DOI

      10.1016/j.ijplas.2022.103339

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Improving the intermediate- and high-temperature strength of L12-Co3(Al,W) by Ni and Ta additions2022

    • 著者名/発表者名
      Chen Zhenghao、Kishida Kyosuke、Inui Haruyuki、Heilmaier Martin、Glatzel Uwe、Eggeler Gunther
    • 雑誌名

      Acta Materialia

      巻: 238 ページ: 118224~118224

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2022.118224

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Controlling factor of the strengthening of mille-feuille structured alloys accompanied by kink-band formation2023

    • 著者名/発表者名
      Toko Tokunaga, Koji Hagihara, Shuhei Ohsawa, Shohei Uemichi, Daisuke Egusa, Eiji Abe
    • 学会等名
      International Conference on Plasticity, Damage, and Fracture 2023
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ミルフィーユ材料におけるキンク形成,強化機構2023

    • 著者名/発表者名
      萩原幸司
    • 学会等名
      金属学会シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 組織型ミルフィーユAl-Cu合金の力学特性と組織の相関2023

    • 著者名/発表者名
      大澤 周平,萩原 幸司,徳永 透子
    • 学会等名
      第172回日本金属学会2023年春期大会
  • [学会発表] Al/Al2Cu共晶合金のキンク生成における拘束の効果2023

    • 著者名/発表者名
      濵田直弥, 白岩隆行, F. Briffod, 榎 学, 萩原幸司
    • 学会等名
      日本金属学会春期(第172回)講演大会
  • [学会発表] Strain localization during kink formation in Mg-Zn-Y alloy with LPSO phase2023

    • 著者名/発表者名
      Shen Yu, F. Briffod, T. Shiraiwa, M. Enoki
    • 学会等名
      日本金属学会春期(第172回)講演大会
  • [学会発表] Statistical analysis of local microstructures initiating pitting corrosion by particle analysis and intermittent anodic polarization2023

    • 著者名/発表者名
      K. Wu, N. Yatagai, T. Shiraiwa, M. Enoki
    • 学会等名
      日本金属学会春期(第172回)講演大会
  • [学会発表] AE信号駆動の高速度顕微鏡イメージングによるMg89Zn4Y7合金の局部腐食開始時のその場観察2023

    • 著者名/発表者名
      矢田貝暢, 武 凱歌, 白岩隆行, 榎 学
    • 学会等名
      日本金属学会春期(第172回)講演大会
  • [学会発表] Strain accumulation due to kink bands formed in Mille-feuille α/β Ti-12Mo alloy2023

    • 著者名/発表者名
      J. Zhu, F. Briffod, T. Shiraiwa, S. Emura, M. Enoki
    • 学会等名
      日本金属学会春期(第172回)講演大会
  • [学会発表] Al基共晶型ミルフィーユ材料の力学特性支配因子の解明2022

    • 著者名/発表者名
      萩原幸司,徳永透子,大澤周平
    • 学会等名
      軽金属学会 2022年春期講演大会(第142回大会)
  • [学会発表] LPSO相,これに派生したミルフィーユ材料が示す特異な塑性変形挙動2022

    • 著者名/発表者名
      萩原幸司
    • 学会等名
      日本材料学会 第2回マルチスケールマテリアルモデリングシンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] Al/Al2Cu組織型ミルフィーユ材料の力学特性支配因子2022

    • 著者名/発表者名
      大澤 周平,萩原 幸司,徳永 透子
    • 学会等名
      第171回日本金属学会2022年秋期大会
  • [学会発表] Mg/LPSO複相合金の強化挙動の統一的理解2022

    • 著者名/発表者名
      山本 和輝,萩原 幸司,徳永 透子,山崎 倫昭,眞山 剛,河村 能人,中野 貴由
    • 学会等名
      第171回日本金属学会2022年秋期大会
  • [学会発表] 組織型ミルフィーユ構造材料におけるキンク形成と強化2022

    • 著者名/発表者名
      萩原幸司
    • 学会等名
      第171回日本金属学会2022年秋期大会
  • [学会発表] 共晶系組織型ミルフィーユ材料の力学特性支配因子2022

    • 著者名/発表者名
      萩原 幸司,徳永 透子,大澤 周平
    • 学会等名
      日本機械学会 M&M 2022 材料力学カンファレンス
  • [学会発表] Mg/LPSO複相合金の強化挙動と組織の相関2022

    • 著者名/発表者名
      山本 和輝,徳永 透子,萩原 幸司
    • 学会等名
      日本金属学会・日本鉄鋼協会東海支部 学生研究発表会
  • [学会発表] Al-Cu系組織型ミルフィーユ合金の組織・力学特性制御2022

    • 著者名/発表者名
      大澤 周平,萩原 幸司,徳永 透子
    • 学会等名
      日本金属学会・日本鉄鋼協会東海支部 学生研究発表会
  • [学会発表] Mg/LPSO複相合金の組織と力学特性の相関2022

    • 著者名/発表者名
      萩原幸司,徳永透子,山崎倫昭,眞山 剛,山本和輝,杉田三佳
    • 学会等名
      軽金属学会 2022年秋期講演大会(第143回大会)
  • [学会発表] 種々の組織制御による高強度マグネシウム合金開発の現状2022

    • 著者名/発表者名
      萩原 幸司
    • 学会等名
      軽金属学会・国際連携を見据えたマグネシウム・チタン若手研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] Kink-band formation in various mille-feuille structured Mg- and Al-based materials2022

    • 著者名/発表者名
      Koji Hagihara, Toko Tokunaga, Shuhei Ohsawa
    • 学会等名
      Materials Research Society (MRS) 2022 fall meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Kink-band formation in mille-feuille structured metallic materials prepared by directional solidification2022

    • 著者名/発表者名
      Koji Hagihara, Toko Tokunaga
    • 学会等名
      5th International Symposium on Long Stacking/Order and Millefeuille Structures "LPSO/MFS 2022"
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Kink-band formation in Mg/LPSO two-phase alloys2022

    • 著者名/発表者名
      Toko Tokunaga, Koji Hagihara, Michiaki Yamasaki, Tsuyoshi Mayama, Yoshihito Kawamura, Takayoshi Nakano
    • 学会等名
      5th International Symposium on Long Stacking/Order and Millefeuille Structures "LPSO/MFS 2022"
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Microstructure and plastic deformation behavior of α/β Ti-9Cr alloy with a multi-layered structure2022

    • 著者名/発表者名
      F. Briffod, J. Zhu, T. Shiraiwa, M. Enoki, S. Emura
    • 学会等名
      軽金属学会第142回春期大会
  • [学会発表] Al/Al2Cu共晶合金におけるキンク生成挙動の解析2022

    • 著者名/発表者名
      濵田直弥, 白岩隆行, F. Briffod, 榎 学, 萩原幸司
    • 学会等名
      日本材料強度学会学術講演会
  • [学会発表] Al/Al2Cu共晶合金におけるキンク生成挙動の解析2022

    • 著者名/発表者名
      濵田直弥, 白岩隆行, F. Briffod, 榎 学, 萩原幸司
    • 学会等名
      日本金属学会秋期(第171回)講演大会
  • [学会発表] Investigation of kink formation during high-temperature compression in Mg-Zn-Y alloy with LPSO phase2022

    • 著者名/発表者名
      Shen Yu, F. Briffod, T. Shiraiwa, M. Enoki
    • 学会等名
      日本金属学会秋期(第171回)講演大会
  • [学会発表] Mg-Zn-Y合金の腐食過程における微細組織の影響2022

    • 著者名/発表者名
      矢田貝暢, 武 凱歌, 白岩隆行, 榎 学
    • 学会等名
      日本金属学会秋期(第171回)講演大会
  • [学会発表] Kink band formation on Mille-feuille α/β Ti-9Cr alloy with numerical simulations2022

    • 著者名/発表者名
      J. Zhu, F. Briffod, T. Shiraiwa, S. Emura, M. Enoki
    • 学会等名
      日本金属学会秋期(第171回)講演大会
  • [学会発表] Analysis of kink formation behavior in Al/Al2Cu eutectic alloys using AE2022

    • 著者名/発表者名
      N. Hamada, T. Shiraiwa, F. Briffod, M. Enoki, K. Hagihara
    • 学会等名
      The 17th TU-SNU-UT Student Workshop
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of kink formation behavior in Al/Al2Cu eutectic alloys using AE2022

    • 著者名/発表者名
      N. Hamada, T. Shiraiwa, F. Briffod, M. Enoki, K. Hagihara
    • 学会等名
      The 26th International Acoustic Emission Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of kink formation behavior in Al/Al2Cu mille-feuille structured alloys2022

    • 著者名/発表者名
      T. Shiraiwa, N. Hamada, F. Briffod, M. Enoki, K. Hagihara
    • 学会等名
      The 5th International Symposium on Long-Period Stacking/Order Structure and Mille-feuille Structure
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical investigation of the favor microstructure of kink band formation on mille-feuille α/β Ti-9Cr alloy2022

    • 著者名/発表者名
      J. Zhu, F. Briffod, T. Shiraiwa, S. Emura, M. Enoki
    • 学会等名
      The 5th International Symposium on Long-Period Stacking/Order Structure and Mille-feuille Structure
    • 国際学会
  • [学会発表] 異方性結晶の単結晶圧縮試験におけるキンク帯形成2022

    • 著者名/発表者名
      岸田恭輔, 野瀬浩晃, 大影晃平, 乾 晴行
    • 学会等名
      日本金属学会2022年秋期(第171回)講演大会
  • [学会発表] Fe-Cr系σ相における特異なすべり変形2022

    • 著者名/発表者名
      岸田恭輔, 鈴木広崇, 奥谷将臣, 乾 晴行
    • 学会等名
      日本金属学会2022年秋期(第171回)講演大会
  • [学会発表] α-Mn単結晶マイクロピラーの室温圧縮変形2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木広崇, 奥谷将臣, 岸田恭輔, 乾 晴行
    • 学会等名
      日本金属学会2022年秋期(第171回)講演大会
  • [学会発表] Cr23C6単結晶マイクロピラーの室温塑性変形2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤充洋, 岸田恭輔, 乾 晴行
    • 学会等名
      日本金属学会2022年秋期(第171回)講演大会
  • [学会発表] パーライト鋼単結晶マイクロピラーの塑性変形挙動2022

    • 著者名/発表者名
      森崎 睦, 門田信幸, 岸田恭輔, 乾 晴行
    • 学会等名
      日本金属学会2022年秋期(第171回)講演大会
  • [学会発表] Direct observation of zonal dislocations in s-FeCr by atomic resolution scanning transmission electron microscopy2022

    • 著者名/発表者名
      K. Kishida, M. Okutani, H. Suzuki, H. Inui
    • 学会等名
      2022 MRS fall meeting & exhibit
    • 国際学会
  • [学会発表] Plastic deformation behavior of single crystalline pearlitic steel investigated by micropillar compression method2022

    • 著者名/発表者名
      M. Morisaki, N. Kadota, K. Kishida, H. Inui
    • 学会等名
      2022 MRS fall meeting & exhibit
    • 国際学会
  • [学会発表] パーライト鋼単結晶マイクロピラーの圧縮変形挙動の方位依存性2022

    • 著者名/発表者名
      森崎 睦, 門田信幸, 岸田恭輔, 乾 晴行
    • 学会等名
      日本金属学会2023年春期(第172回)講演大会
  • [備考] 名古屋工業大学 材料組織・塑性制御工学研究室 (萩原研究室) HP

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公開日: 2023-12-25  

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