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2013 年度 研究成果報告書

結晶粒の形態と方位を制御した高強度高靭性鋼の破壊挙動解明

研究課題

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研究課題/領域番号 23360312
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 構造・機能材料
研究機関独立行政法人物質・材料研究機構

研究代表者

井上 忠信  独立行政法人物質・材料研究機構, 構造材料ユニット, グループリーダー (90354274)

連携研究者 木村 勇次  独立行政法人物質・材料研究機構, 構造材料ユニット, 主幹研究員 (80253483)
邱 海  独立行政法人物質・材料研究機構, 構造材料ユニット, 主任研究員 (50391214)
中里 浩二  独立行政法人物質・材料研究機構, 材料創製・加工ステーション, 主幹エンジニア (10469778)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワード靭性 / 材料強靭化 / 組織制御 / 結晶粒微細化 / 低合金鋼 / フェールセーフ設計
研究概要

構造用金属材料は高強度化すると脆化するため,“強靭な材料”が常に求められているが,従来型の合金化主体の材料設計手法では限界が見えていた.本研究では,低合金鋼を対象に,温間域溝ロール圧延加工によって超微細繊維状結晶粒組織を有する鋼を創成し,その破壊挙動を解明することで,強度と靭性を同時に向上できる組織設計指針を明示することを目的にした.結論として,単に結晶粒を微細化するだけでは靭性を向上できないことを指摘し,結晶粒の形態(粒径・粒形)と方位を同時に制御することが必要であることを見出した.そして,強くて壊れにくいフェールセーフ機能を有する強靭な鋼の創成とともに,その破壊メカニズムを明らかにした.

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (14件) (うち招待講演 8件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Effect of initial notch orientation on fracture toughness in fail-safe steel2013

    • 著者名/発表者名
      T. Inoue, Y. Kimura
    • 雑誌名

      Journal of Materials Science

      巻: 48 ページ: 4766-4772

    • DOI

      10.1007/s10853-012-6874-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 超微細粒組織を活用した低炭素鋼の強靭化2013

    • 著者名/発表者名
      井上忠信, 木村勇次
    • 雑誌名

      日本機械学会A編

      巻: 79 ページ: 1226-1238

    • DOI

      10.1299/kikaia.79.1226

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Delaminating Crack Paths in Ultrafine2013

    • 著者名/発表者名
      C. Wang, H. Qiu, T. inoue
    • 雑誌名

      Elongated Ferritic Steel, ISIJ International

      巻: 53 ページ: 2272-2274

    • DOI

      10.2355/isijinternational.53.2272

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Shape effect of ultrafine-grained structure on static fracture toughness in low-alloy steel2012

    • 著者名/発表者名
      T. Inoue, Y. Kimura, S. Ochiai
    • 雑誌名

      Science and Technology of Advanced Materials

      巻: 13 ページ: 035005(10)

    • DOI

      10.1088/1468-6996/13/3035005

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 強くて壊れにくい"強靭鋼"の 開発2012

    • 著者名/発表者名
      井上忠信
    • 雑誌名

      MATERIAL STAGE

      巻: 12 ページ: 58-61

    • URL

      http://www.gijutu.co.jp/doc/magazine/m_2012_09.htm

  • [雑誌論文] Static fracture toughness of fail-safe steel2011

    • 著者名/発表者名
      T. Inoue, Y. Kimura, S. Ochiai
    • 雑誌名

      SCRIPTA MATERIALIA

      巻: 65 ページ: 552-555

    • DOI

      10.1016/j.scriptamat.2011.06.025

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 加工プロセスによる組織微細化と材料の強靱化2011

    • 著者名/発表者名
      井上忠信, 木村勇次
    • 雑誌名

      金属

      巻: 81 ページ: 641-648

    • URL

      http://www.agne.co.jp/kinzoku/kin1081.htm#no1099

  • [雑誌論文] 強靭性材料に関する研究 ~強くて壊れにくいフェールセーフ鋼を目指して~2011

    • 著者名/発表者名
      井上忠信, 木村勇次
    • 雑誌名

      MATERIAL STAGE

      巻: 11 ページ: 58-61

    • URL

      http://www.gijutu.co.jp/doc/magazine/m_2011_12.htm

  • [学会発表] 加工ひずみ制御による微細粒鋼の創出2014

    • 著者名/発表者名
      井上忠信
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会 春季講演大会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2014-03-21
    • 招待講演
  • [学会発表] 塑性加工における超微細粒鋼の創成2013

    • 著者名/発表者名
      井上忠信
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会 高プロ・凝固組織形成フォーラム&創形創質・板工学フォーラム合同講演会
    • 発表場所
      東京電機大学
    • 年月日
      2013-12-04
    • 招待講演
  • [学会発表] 棒圧延による微細粒金属材料の創成と今後の展開2013

    • 著者名/発表者名
      井上忠信
    • 学会等名
      日本塑性加工学会第75回伸線技術分科会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2013-11-29
    • 招待講演
  • [学会発表] フェールセーフ設計された材料の強靭化(第2報 1800MPaクラス級低合金鋼の強度-衝撃特性バランス)2013

    • 著者名/発表者名
      井上忠信, 木村勇次
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2013 材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 年月日
      2013-10-14
  • [学会発表] 超微細低炭素鋼の強靭化2013

    • 著者名/発表者名
      井上忠信
    • 学会等名
      日本金属学会2013年秋期(第153回)講演大会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2013-09-19
  • [学会発表] 塑性加工による組織微細化と材料の強靭化2013

    • 著者名/発表者名
      井上忠信
    • 学会等名
      大阪大学先端機械工学セミナー -材料加工の最前線-
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2013-07-09
    • 招待講演
  • [学会発表] 溝ロール圧延による微細粒鋼創成とその破壊特性2012

    • 著者名/発表者名
      井上忠信
    • 学会等名
      日本塑性加工学会圧延工学分科会 第112回研究会
    • 発表場所
      物質・材料研究機構
    • 年月日
      2012-11-29
    • 招待講演
  • [学会発表] 超微細フェライト-セメンタイト組織鋼のシャルピー衝撃特性2012

    • 著者名/発表者名
      井上忠信, 木村勇次, 落合庄治郎
    • 学会等名
      日本塑性加工学会第63回塑性加工連合講演会
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      2012-11-06
  • [学会発表] 層状破壊を活用した低合金鋼の強靭化2012

    • 著者名/発表者名
      井上忠信, 木村勇次, 落合庄治郎
    • 学会等名
      日本材料学会第56回日本学術会議材料工学連合講演会
    • 発表場所
      京都テルサ
    • 年月日
      2012-10-30
  • [学会発表] フェールセーフ設計された材料の強靭化(第1報 800MPa クラス級低炭素鋼の衝撃特性)2012

    • 著者名/発表者名
      井上忠信, 木村勇次, 落合庄治郎
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2012 材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2012-09-23
  • [学会発表] 層状破壊を活用した超微細粒鋼の強靭化2012

    • 著者名/発表者名
      井上忠信
    • 学会等名
      (独)日本学術振興会第129委員会第55回材料強度と破壊総合シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学山上会館大会議室
    • 年月日
      2012-03-27
    • 招待講演
  • [学会発表] 微細組織創製における塑性加工の役割2011

    • 著者名/発表者名
      井上忠信
    • 学会等名
      日本塑性加工学会第44回塑性加工技術フォーラム
    • 発表場所
      日本大学駿河台キャンパス
    • 年月日
      2011-11-21
    • 招待講演
  • [学会発表] 組織微細化技術とその方向性2011

    • 著者名/発表者名
      井上忠信
    • 学会等名
      日本塑性加工学会第123回塑性加工学講座
    • 発表場所
      東京電機大学
    • 年月日
      2011-10-17
    • 招待講演
  • [学会発表] Groove Design for Efficiently Creating Ultrafine-grained Steel Bar by Finite Element Simulation2011

    • 著者名/発表者名
      T. Inoue
    • 学会等名
      International Conference on Technology of Plasticity (ICTP) 2011
    • 発表場所
      Eurogress, Aachen, Germany
    • 年月日
      2011-09-28
  • [備考] ホームページ情報

    • URL

      http://www.nims.go.jp/inoino/

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公開日: 2015-06-25  

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