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2019 年度 実績報告書

高強度と成形性の両立を実現する層界面組織制御を施した日本刀型鋼板の試作

研究課題

研究課題/領域番号 17H03433
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

上路 林太郎  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, 主幹研究員 (80380145)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード鉄鋼材料 / 積層材料 / 炭素鋼 / 相変態 / 引張試験 / マルテンサイト
研究実績の概要

最終年度では、さらなる高強度化を目指し硬質層の含有炭素量の増大に関する試作検討と積層構造により生じる異材層間の相互作用の解明に取り組んだ。具体的には、高炭素鋼層として、昨年度(0.45%C)よりも含有量を増大させた0.65%C鋼を用いた。高炭素鋼と低炭素鋼の各種積層割合を有するサンドイッチ型積層構造を実験により作製した。接合体を得るための圧縮条件は昨年度と同様オーステナイト域圧縮を基本とし、圧縮後のガス急冷速度を早くして極力マルテンサイト層の軟化が起こらないような条件で試作した。得られたサンプルの組織を光学顕微鏡や背面反射電子線回折図形(EBSD)測定により詳細に明らかにした。その結果、高速冷却条件では低炭素鋼層の体積率が低い条件における異常強化は見られなかった。冷却中の組織変化の詳細を明らかにするために、構成層の個々の炭素鋼の連続冷却変態図(CCT図)を測定し、変態熱や変態ひずみと積層材組織の関係について明らかにした。その結果、冷却速度が速い場合、低炭素鋼層の変態ひずみが高炭素鋼層の拡散変態を促進し、当初予想されなかった軟化現象が生じることを明らかにした。
さらに、高炭素鋼を中心に配置し、低炭素鋼を表層に配置した幅100mm程度の板材を熱間プレスおよび熱間圧延により試作した。塑性変形を行う前の組み合わせの方法として、鋳造を利用し、鋳型と溶融金属を鋳造の際にわざと溶着させる方法が有効であることを明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Acceleration of pearlite transformation in a high-carbon steel by uniaxial compressive stress confirmed by volume measurements2019

    • 著者名/発表者名
      Ueji Rintaro、Inoue Tadanobu
    • 雑誌名

      Materials Letters

      巻: 256 ページ: 126637~126637

    • DOI

      10.1016/j.matlet.2019.126637

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Acceleration of diffusional transformation in a high-carbon steel layer composed of a sandwich-like clad steel sheet2019

    • 著者名/発表者名
      Ueji Rintaro、Inoue Tadanobu
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering: A

      巻: 764 ページ: 138217~138217

    • DOI

      10.1016/j.msea.2019.138217

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Interface Morphology on Tensile Properties of Carbon Steel Sheet with Sandwich Structure2019

    • 著者名/発表者名
      Ueji Rintaro、Inoue Tadanobu
    • 雑誌名

      steel research international

      巻: 90 ページ: 1900015~1900015

    • DOI

      10.1002/srin.201900015

    • 査読あり
  • [学会発表] 鋼のオーステナイトの変形による組織変化と材料プロセシング2020

    • 著者名/発表者名
      上路林太郎
    • 学会等名
      日本金属学会 2020年春期第166回講演大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Phase transformation behaviors in sandwich-like clad sheet composed of low and high carbon steels2019

    • 著者名/発表者名
      UEJI Rintaro, INOUE Tadanobu.
    • 学会等名
      Materials Scinece & Technology 19 (MS&T19)USA
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 日本刀型鋼板の組織と引張変形挙動2019

    • 著者名/発表者名
      上路 林太郎, 井上 忠信.
    • 学会等名
      富山大学材料工学研究会 第55回材料研究会発表会
    • 招待講演
  • [学会発表] 高炭素鋼におけるパーライト変態に及ぼす圧縮応力の影響2019

    • 著者名/発表者名
      上路 林太郎, 井上 忠信.
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会 第178回秋季講演大会

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公開日: 2021-01-27  

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