超強靱ナノ結晶粒バルク鉄鋼材料の創製

创造超坚韧纳米晶大块钢材

• 批准号: 03J04009
• 负责人: 上路 林太郎
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J04009/
• 关键词: 超微細粒材料; 構造用材料; 鉄鋼材料; 加工熱処理; 相変態; マルテンサイト; 圧延; 電子顕微鏡

マルテンサイト組織を加工・熱処理プロセスの出発組織に用いることを特徴とする新しいプロセスについて研究した。種々の炭素鋼(0.04-0.20wt%C鋼)に対して、マルテンサイトプロセスの適用を検討した。プロセス中の組織変化を調べた結果、冷間圧延時に新たに導入された大角粒界による初期結晶粒の分断(grain subdivision)が生じ、圧延方向に長く伸びたナノサイズの間隔を有するラメラ状組織が形成され、温間域焼鈍時の回復により等軸化した超徴細粒組織が形成されることが明らかとなった。従来の研究によれば、超微細粒組織の形成には大きな塑性ひずみ(相当ひずみ4以上)を導入する必要があるとされていたが、本研究により、マルテンサイトを出発組織とすることにより小さなひずみ(相当ひずみ0.8程度)でもナノメートルスケールのgrain subdivisionが生じることを示した。何故、マルテンサイト組織を出発組織とすると小さなひずみで結晶粒超微細化が達成されるのかを明らかにするために、マルテンサイト組織の特徴を詳細に検討した結果、マルテンサイト組織の特徴のひとつである過飽和固溶炭素の存在がgrain subdivisionを促進に必須であることが判明した。得られた複相超微細粒組織を有する鋼は、優れた強度-延性バランスを示し、さらに低温靭性も優れていた。超微細粒材の強化機構について明らかにしたほか、優れた強度-延性バランスの原因は、主として結晶粒超微細化による高強度化と、均一に分散した炭化物の存在による塑性不安定現象の発現抑制により説明された。

The characteristics and characteristics of the new structure are studied. The application of carbon steel (0.04- 0.20wt% C steel) to the production of carbon steel is discussed. As a result of the adjustment of the microstructure in the temperature range, the grain subdivision of the initial crystal grain is formed in the cold temperature range, the grain subdivision of the initial crystal grain is formed in the cold temperature range, the grain subdivision of the initial crystal grain is formed in the cold temperature range, the grain subdivision of the initial crystal grain is formed in the cold temperature range, and the grain subdivision of the initial crystal grain is formed in the cold temperature range. In recent years, the formation of ultra-fine particles has been studied. The results of detailed investigation of the characteristics of the crystal grain microstructure and the existence of supersaturated solid solution carbon are identified. The results show that the multiphase ultrafine grain structure of steel has excellent strength-ductility and low temperature toughness. Reasons for strengthening mechanism of ultra-fine grain materials and suppression of plastic instability phenomena due to high strength, uniformity, dispersion and existence of charring materials

项目成果

R.Ueji, N.Tsuji, Y.Minamino, Y.Koizumi: "Effect of Rolling Reduction on Ultrafine Grained Structure and Mechanical Properties of Low-Carbon Steel Thermomechanically Processed from Martensite Starting Structure"Science and Technology of Advanced Materials.

R.Ueji、N.Tsuji、Y.Minamino、Y.Koizumi：“轧制压下量对马氏体起始组织热机械加工低碳钢超细晶组织和力学性能的影响”先进材料科学与技术。

北原弘基, 上路林太郎, 辻 伸泰, 南埜宜俊: "EBSP法による30mass%Ni鋼のレンズマルテンサイトの結晶学的解析"まてりあ. 42・12. 880 (2003)

Hiroki Kitahara、Rintaro Kamiji、Nobuyasu Tsuji、Yoshitoshi Minami：“通过 EBSP 方法对 30％Ni 钢中的透镜状马氏体进行晶体分析” Materia 42・12。

R.Ueji, X.Huang, N.Hansen, N.Tsuji, Y.Minamino: "Quantitative analysis of structure-strength relation of commercial purity aluminium deformed by accumulative roll-bonding and annealing at low temperature"Materials Science Forum. 426-432. 405-410 (2003)

R.Ueji，X.Huang，N.Hansen，N.Tsuji，Y.Minamino：“通过累积滚压结合和低温退火变形的商业纯铝的结构-强度关系的定量分析”材料科学论坛。