Study on deformation mechanisms of harmonic structure materials

調和組織制御をFe-0.3mass%C炭素鋼に適用した実験を実施した。供試粉末として、ガスアトマイズにより作製されたFe-0.3C材（C:0.317、Si：0.99、Mn：1.00、P：0.006、S：0.005、Ni：0.09、Cr：0.13、Fe: bal. (mass%)）を用いた。粉末をAr雰囲気中にて200rpm、180ksのメカニカルミリング(Mechanical Milling: MM)処理を施し、得られたMM 粉末をプラズマ放電焼結により固化成形し、調和組織（Harmonic Structure: HS）を有する焼結体を作製した。比較材としてミリングを施さずに焼結した均一組織材を作製した。SPS条件は、1063K-3.6ks保持、焼結圧力100MPa、真空中(＜5Pa)である。その後、得られた焼結体をγ域の1063K-600s保持してから水焼入れを行い、さらに、その後、573Kから873Kの種々の温度で1.8ksの焼戻し（空冷）を行った。MM 粉末および焼結体の組織観察はSEM、EBSDを用い、機械的特性は引張試験（初期ひずみ速度5.6×10-4s-1）により評価した。その結果、Fe-0.3C調和組織材は、α＋パーライト（P）組織となる。その後，焼入れによりα＋α’組織に変化するが、特に、Core部よりもShell部にα’相が多く観察され、DP鋼と類似した組織を呈した。これは、焼結時に粉末表層部の超微細粒領域での炭素の拡散の促進とγ相の核生成場所の増加のために、γ相割合が多いShellが形成されたと推測される。機械的性質を評価した結果、均一組織材と比較して、調和組織材では引張強さ、靭性ともに上昇しており、高強度と高靱性が両立した。Shellでのγ化促進によって連なったγ相がShellに形成されたためと考えられる。

調和組織制御をFe-0.3mass%C炭素鋼に適用した実験を実施した。供試粉末として、ガスアトマイズにより作製されたFe-0.3C材（C:0.317、Si：0.99、Mn：1.00、P：0.006、S：0.005、Ni：0.09、Cr：0.13、Fe: bal. (mass%)）を用いた。粉末をAr雰囲気中にて200rpm、180ksのメカニカルミリング(Mechanical Milling: MM)処理を施し、得られたMM 粉末をプラズマ放電焼結により固化成形し、調和組織（Harmonic Structure: HS）を有する焼結体を作製した。比較材としてミリングを施さずに焼結した均一組織材を作製した。SPS条件は、1063K-3.6ks保持、焼結圧力100MPa、真空中(＜5Pa)である。その後、得られた焼結体をγ域の1063K-600s保持してから水焼入れを行い、さらに、その後、573Kから873Kの種々の温度で1.8ksの焼戻し（空冷）を行った。MM 粉末および焼結体の組織観察はSEM、EBSDを用い、機械的特性は引張試験（初期ひずみ速度5.6×10-4s-1）により評価した。その結果、Fe-0.3C調和組織材は、α＋パーライト（P）組織となる。その後，焼入れによりα＋α’組織に変化するが、特に、Core部よりもShell部にα’相が多く観察され、DP鋼と類似した組織を呈した。これは、焼結時に粉末表層部の超微細粒領域での炭素の拡散の促進とγ相の核生成場所の増加のために、γ相割合が多いShellが形成されたと推測される。機械的性質を評価した結果、均一組織材と比較して、調和組織材では引張強さ、靭性ともに上昇しており、高強度と高靱性が両立した。Shellでのγ化促進によって連なったγ相がShellに形成されたためと考えられる。