研究課題
通常の金属材料は多結晶体であり、粒界劣化現象が材料の性能や寿命・安全性を低下させていることが多い。申請者らは、粒界劣化を引き起こしにくい対応粒界を材料中に高頻度に導入することで、化学組成を変えることなく、材料の性能を飛躍的に向上させる粒界工学の手法の有効性を実験的に検証してきた。本研究では、これまでの実績をもとに、申請者らが開発した粒界工学制御型加工熱処理法をさらに広く一般的な材料に適用して、粒界工学制御材料の安定的かつ効率的生産プロセスを確立し、得られた粒界工学制御材料の諸特性を評価し、高度な粒界工学制御が材料の種々の粒界劣化現象に対して高い耐性を示すことを実証し、材料の従来性能限界の飛躍的超越と粒界工学に基づく材料設計・開発原理の構築を目指す。本年度は、粒界工学制御型加工熱処理プロセスにおける粒界性格分布制御メカニズムの解明に注力した。この加工熱処理プロセスが積層欠陥エネルギーの低い材料に効果があることから、積層欠陥エネルギーが異なる銅合金を用いて種々の条件で加工熱処理を行った結果、対応粒界頻度の増加に要する時間と積層欠陥エネルギーとの間に明瞭な関係は見られなかった。一方、FEG-SEMの加熱ステージとEBSDシステムを併用して、加工熱処理プロセスにおけるオーステナイト系ステンレス鋼の粒界性格分布の変化を直接観察した結果、加工熱処理時に、ランダム粒界の移動による異常粒成長と結晶粒クラスター同士の衝突によってランダム粒界ネットワークが効率的に分断され、ランダム粒界のパーコレーション確率が著しく減少していることが示された。さらに、熱間加工による粒界工学制御プロセスの短縮化や、レーザピーニングを利用した局部粒界工学制御も試み、その適用可能性が示唆された。
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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青葉工業会ニュース
巻: 50 ページ: 11-11
