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2014 年度 実績報告書

バルクナノメタルにおける力学特性の解明と変形理論構築

計画研究

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 22102006
研究機関東京工業大学

研究代表者

加藤 雅治  東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 教授 (50161120)

研究分担者 尾中 晋  東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 教授 (40194576)
友田 陽  茨城大学, 理工学研究科, 名誉教授 (90007782)
田中 將己  九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40452809)
紙川 尚也  東北大学, 金属材料研究所, 助教 (30530894)
兼子 佳久  大阪市立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40283098)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2015-03-31
キーワード構造材料 / 結晶粒界 / 結晶欠陥 / 力学特性 / 物性実験
研究実績の概要

本研究では,バルクナノメタルで特徴的な力学特性とその支配因子,すなわち,強度とその温度・ひずみ速度・結晶粒径依存性,じん性,降伏点現象,疲労軟化現象,転位組織,転位密度解析を解明することで,力学物性を説明する変形機構理論の構築を目的としている.このため,実験的研究として,引張(圧縮)試験,疲労試験,破壊試験,クリープ試験などの各種の力学試験と,透過型および走査型の電子顕微鏡による観察,X線回折,中性子回折,熱分析電気抵抗測定などの転位組織,材料組織の評価を行い,従来には示されていない新しい成果を発表してきた.特に平成26年度においては,超微細粒材料に特異の力学特性(熱活性化過程,リューダース変形,等)の調査と原因追及,クリープ変形機構の考察,鉄及び鉄合金における降伏応力の温度依存性と加工軟化・固溶軟化,破壊の熱活性化過程と延性-脆性遷移,疲労・繰り返し変形の組織依存性,析出粒子と強度や組織の安定性の関係,超微細粒組織材料の変形中の転位密度変化のin-situ測定を実施した.また,バルクナノ結晶材の粒界や転位に関する内部組織の定量化とキャラクタリゼーションや組織の熱安定性の研究でも顕著な成果をあげた.そして,これらの実験で得られた成果を基に,転位論,速度論,破壊力学,マイクロメカニックスを駆使して,バルクナノメタルの力学特性についての理論的な解析を行った.以上を要するに本研究では,変形中に形成される内部組織と力学特性の関係を明らかにすることによって,バルクナノメタルの力学特性の解明と変形理論の構築を行った.

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。

  • 研究成果

    (28件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件、 謝辞記載あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (16件) (うち招待講演 9件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Log Angles: Characteristic Angles of Crystal Orientation Given by the Logarithm of Rotation Matrix2015

    • 著者名/発表者名
      K. Hayashi, M. Osada, Y. Kurosu, Y. Miyajima and S. Onaka
    • 雑誌名

      J. Japan Inst. Met. Mater

      巻: 79 ページ: 9-15

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.2320/jinstmet.J2014036

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effect of Prior Martensite on Bainite Transformation in Nanobainite Steel2015

    • 著者名/発表者名
      W. Gong, Y. Tomota, Y.H. Su and S.Harjo
    • 雑誌名

      Acta Mater.

      巻: 85 ページ: 243-249

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2014.11.029

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Stress-Strain Behavior of Ferrite and Bainite with Nano-Precipitation in Low Carbon Steels2015

    • 著者名/発表者名
      N. Kamikawa, K. Sato, G. Miyamoto, M. Murayama, N. Sekido, K. Tsuzaki and T. Furuhara
    • 雑誌名

      Acta Mater.

      巻: 83 ページ: 383-396

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2014.10.010

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Temperature and Strain Rate on Plastic Deformation of Ultrafine-Grained Copper Prepared by Equal-Channel Angular Pressing2014

    • 著者名/発表者名
      S. Okubo, H. Abe, Y. Miyajima, T. Fujii, S. Onaka, and M. Kato
    • 雑誌名

      Mater. Trans.

      巻: 55 ページ: 1525-1530

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.2320/matertrans.M2014172

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effects of Rolling Reduction and Strength of Composed Layers on Bond Strength of Pure Copper and Aluminium Alloy Clad Sheets Fabricated by Cold Roll Bonding2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Miyajima, K. Iguchi, S. Onaka, and M. Kato
    • 雑誌名

      Adv. Mater. Sci. Eng.

      巻: - ページ: 614821

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1155/2014/614821

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Stress Corrosion Cracking Behavior at Inconel and Low Alloy Steel Weld Interfaces2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Tomota, S. Daikuhara, S. Nagayama, M. Sugawara, N. Ozawa, Y. Adachi, S. Harjo and S. Hattori
    • 雑誌名

      Metall. Mater. Trans. A

      巻: 45 ページ: 6103-6117

    • DOI

      10.1007/s11661-014-2560-2

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-Cycle Fatigue of Fe-20%Cr Alloy Processed by Equal- Channel Angular Pressing2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Kaneko, R. Tomita and A. Vinogradov
    • 雑誌名

      IOP Conf. Series: Mater. Sci. Eng.

      巻: 63 ページ: 012160

    • DOI

      10.1088/1757-899X/63/1/012160

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Influence of Strain-Induced Martensite on Tensile Properties of Metastable Duplex Stainless Steels Consisting of Fe-Cr-Mn-Ni and Fe-Cr-Mn-N2014

    • 著者名/発表者名
      M. Fujisawa, R. Mauchi, T. Morikawa, M. Tanaka, K. Higashida
    • 雑誌名

      Tetsu-to-Hagane

      巻: 100 ページ: 1140-1149

    • DOI

      10.2355/tetsutohagane.100.1140

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Brittle-to-ductile transitions and its relation to the deformability of cementite in fully pearlitic steels2014

    • 著者名/発表者名
      T. Sirithanakorn, M. Tanaka, K. Higashida
    • 雑誌名

      Mater. Sci. Eng. A

      巻: 611 ページ: 383-387

    • DOI

      10.1016/j.msea.2014.06.007

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Decrease in the brittle-to-ductile transition temperature in Cu added nickel-free austenitic stainless steels2014

    • 著者名/発表者名
      M. Tanaka, T. Onomoto, C. Furusho, T. Tsuchiyama, K. Higashida
    • 雑誌名

      ISIJ Int.

      巻: 54 ページ: 1735-1740

    • DOI

      10.2355/isijinternational.54.1735

    • 査読あり
  • [学会発表] ナノ析出を利用した鉄鋼材料の高強度化と高延性化2015

    • 著者名/発表者名
      紙川 尚也
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会 東北支部 若手研究者フォーラム
    • 発表場所
      弘前大学
    • 年月日
      2015-02-16
    • 招待講演
  • [学会発表] 量子ビーム回折法による金属多結晶体の弾塑性変形挙動の研究2014

    • 著者名/発表者名
      友田 陽
    • 学会等名
      RIKEN中性子セミナー
    • 発表場所
      理化学研究所
    • 年月日
      2014-12-09
    • 招待講演
  • [学会発表] FCC金属の繰り返し変形による転位組織の形成過程2014

    • 著者名/発表者名
      藤居 俊之
    • 学会等名
      日本伸銅協会 銅及び銅合金研究強化産学連携事業 第5回講座
    • 発表場所
      京都大学 品川オフィス
    • 年月日
      2014-12-08
    • 招待講演
  • [学会発表] Toward connecting dislocation behaviours with materials fracture2014

    • 著者名/発表者名
      K. Higashida, M. Tanaka
    • 学会等名
      The 4th International Symposium on Steel Science (ISSS2014)
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2014-11-03 – 2014-11-04
    • 招待講演
  • [学会発表] 金属強度学の基礎と今後の展望2014

    • 著者名/発表者名
      加藤 雅治
    • 学会等名
      第6回構造材料学談話会
    • 発表場所
      鹿児島大学 郡元キャンパス
    • 年月日
      2014-10-01
    • 招待講演
  • [学会発表] 析出粒子を含む銅合金における超微細粒組織の熱的安定性2014

    • 著者名/発表者名
      藤居 俊之,宮本 翔,宮嶋 陽司,加藤 雅治
    • 学会等名
      日本金属学会 秋期講演大会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
    • 招待講演
  • [学会発表] UFG-Ni の焼鈍に伴うビッカース硬さおよび蓄積エネルギーの変化と組織の関係2014

    • 著者名/発表者名
      宮嶋 陽司,上田 太郎,足立 大樹,藤居 俊之,尾中 晋,加藤 雅治
    • 学会等名
      日本金属学会 秋期講演大会
    • 発表場所
      名古屋大学 東山キャンパス
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
  • [学会発表] 超微細粒Cu における引張変形中の転位密度変化2014

    • 著者名/発表者名
      大久保 智,宮澤 知孝,宮嶋 陽司,足立 大樹,藤居 俊之,尾中 晋,加藤 雅治
    • 学会等名
      日本金属学会 秋期講演大会
    • 発表場所
      名古屋大学 東山キャンパス
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
  • [学会発表] Fe 析出粒子を含むCu 合金の巨大ひずみ加工による組織変化2014

    • 著者名/発表者名
      齋藤 実奈子,宮嶋 陽司,宮澤 知孝,藤居 俊之,加藤 雅治
    • 学会等名
      日本金属学会 秋期講演大会
    • 発表場所
      名古屋大学 東山キャンパス
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
  • [学会発表] マルテンサイト単相鋼における低温焼戻し脆性の支配因子2014

    • 著者名/発表者名
      安井 隼人,田中 將己,森川 龍哉,東田 賢二
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会秋季講演大会 学生ポスターセッション
    • 発表場所
      名古屋大学 東山キャンパス
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
  • [学会発表] Recovery in heavily deformed nickel during room temperature storage2014

    • 著者名/発表者名
      Y. B. Zhang, O. V. Mishin, N. Kamikawa and A. Godfrey
    • 学会等名
      35th Riso International Symposium on Materials Science: New Frontiers of Nanometals
    • 発表場所
      Technical University of Denmark, Roskilde, Denmark
    • 年月日
      2014-09-01 – 2014-09-05
  • [学会発表] 鉄鋼研究における中性子ビーム実験の活用2014

    • 著者名/発表者名
      友田 陽
    • 学会等名
      第9回先進原子力科学技術に関する連携重点研究討論会および原子力機構施設利用一般共同研究、原子力専攻施設共同利用(弥生研究会)成果報告会ならびに中性子散乱研究海外支援事業成果報告会 (2014)
    • 発表場所
      水戸・茨城県三の丸庁舎
    • 年月日
      2014-08-05
    • 招待講演
  • [学会発表] Elasto-Plastic Deformation Behavior of Polycrystalline Steels2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Tomota
    • 学会等名
      The 2nd Int. Symposium on Science at J-PARC
    • 発表場所
      Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2014-07-15
    • 招待講演
  • [学会発表] Cyclic Tension-Compression Loading of Ductile Cast Irons2014

    • 著者名/発表者名
      S. Harjo, S. Kubota, Y. Tomota and K. Aizawa
    • 学会等名
      ECRS-9
    • 発表場所
      University of Technology of Troyes, Troyes, France
    • 年月日
      2014-07-07 – 2014-07-11
  • [学会発表] Low-Cycle Fatigue of Fe-20%Cr Alloy Processed by Equal-Channel Angular Pressing2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Kaneko, R. Tomita, A. Vinogradov
    • 学会等名
      The 6th International Conference on Nanomaterials by Severe Plastic Deformation
    • 発表場所
      Arsenal, Metz, France
    • 年月日
      2014-06-30 – 2014-07-04
    • 招待講演
  • [学会発表] 銅単結晶の疲労破面近傍に形成された転位組織の分布2014

    • 著者名/発表者名
      兼子 佳久,神部 宏典
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第70回記念学術講演会
    • 発表場所
      幕張メッセ
    • 年月日
      2014-05-11 – 2015-05-13
  • [図書] 材料力学〈第3版・新装版〉2014

    • 著者名/発表者名
      黒木 剛司郎,友田 陽
    • 総ページ数
      224
    • 出版者
      森北出版
  • [図書] 第5版鉄鋼便覧(1-6巻編),第3巻(組織と特性)2014

    • 著者名/発表者名
      友田 陽
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      日本鉄鋼協会

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公開日: 2016-06-01  

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