巨大ひずみ加工により作製されるナノ組織TWIP鋼の組織と機械的性質

大应变加工纳米TWIP钢的组织与力学性能

• 批准号: 11F01067
• 负责人: 辻 伸泰
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11F01067/
• 关键词: 鉄鋼材料; オーステナイト; ナノ結晶; 再結晶; 加工; 強度; 延性; 双晶; TWIP(Twinning Induced Plastieity); 巨大ひずみ加工; 超微細粒; 機械的性質; 加工硬化

TWIP鋼とはTwinning Induced Plasticityの略であり、高い引張延性と高強度を兼ね備えることから近年世界的に注目されている高機能鉄鋼材料である. 高Mn準安定オーステナイト鋼にAl等の合金元素を加えることにより、FCC結晶の積層欠陥エネルギーを大きく低下させ、双晶変形を起こりやすくしているものと考えられるが、その高延性・高強度の発現メカニズムは十分明らかではない. 本研究はTWIP鋼のオーステナイト結晶粒を1㎛以下の超微細結晶粒とすることにより、さらに高い強度と延性、靭性を、より単純な化学組成で実現し、組織と機械的性質の相関性を詳細に明らかにしようとするものである. こうした試みはこれまで世界的にも行なわれておらず、初めてとなる興味深い試みである.平成24年度は典型的なTWIP鋼で、基本的データが数多く報告されているFe-31Mn-3Al-3Si合金を用いて実験研究を行った. 同合金を真空溶解により作製し、所定の形状の母合金60kgを準備した, これに対し冷間圧延による強加工を施し、格子欠陥密度の高いナノ組織を作製した, 得られた巨大ひずみ加工材に対して種々の条件で焼鈍を行い、焼鈍に伴う組織変化を光学顕微鏡、SEM/EBSD、TEMなどの顕微鏡法を用いて明らかにした。加工材およびその焼鈍材の室温引張試験を行った。これらの実験の結果、いわゆる巨大ひずみ加工を必要とせずに通常の強冷間圧延と焼鈍プロセスによって平均粒径400㎜の完全再結晶ナノ組織が得られることを明らかにした。この粒径は、再結晶組織の粒径としてはこれまでに報告されていない最小の粒径である。また得られたナノ組織材が、単相超微細粒組織を有するにも関わらず、高い強度と大きな引張延性を両立するという、極めて興味深い結果を得た。得られた完全再結晶組織を有するTWIP鋼に対して種々のひずみ量の室温引張試験を行い、各段階の変形組織をTEMにより詳細に解析した。その結果、変形双晶の発現に及ぼすマトリクス粒径の影響と、それらが加工硬化に与える影響を明らかにした。

TWIP steel has attracted worldwide attention in recent years due to its high strength and high Twinning Induced Plasticity. High Mn quasi-stable steel alloy elements such as Al are added, FCC crystal layer is under-formed, high temperature is low, twin crystal is formed, high ductility and high strength are developed. In this study, the correlation between the chemical composition, microstructure and mechanical properties of TWIP steel and ultra-fine crystalline particles below 1 mm in size was investigated in detail. The world is full of activity, activity, taste and taste. In 2004, the typical TWIP steel and basic materials were reported to be used in Fe-31Mn-3Al-3Si alloy. The same alloy was prepared by vacuum dissolution, and the master alloy of 60kg in the specified shape was prepared by high temperature processing, high lattice density and high microstructure, and obtained by high temperature processing, and high temperature processing. The room temperature tension test of the processed materials and the sintered materials is carried out. As a result of this process, a large amount of internal processing is necessary. Usually, the temperature is high, the average particle size is 400 mm, and the completely recrystallized structure is obtained. The particle size of the recrystallized structure is the smallest particle size. In addition, the results of the study show that there is a high degree of interest in the structure of micro-particles and micro-particles, and that there is a high degree of interest in micro-particles and micro-particles. The microstructure of TWIP steel was analyzed in detail by TEM. The results show that the appearance of amorphous twin crystals and the influence of grain size on the process hardening are obvious.

项目成果

Nanocrystalline TWIP Steel with Superior Mechanical Properties Fabricafed by Cold Rolling and Annealing

冷轧退火制备的具有优异力学性能的纳米晶TWIP钢

• 发表时间: 2013
• 作者: Rajib Saha;Rintaro Ueji and Nobuhiro Tsuji
• 通讯作者: Rintaro Ueji and Nobuhiro Tsuji

Macro-, Meso- and Nano-scale Analysis of Deformation Behaviors in Nano-structured or Hetero-structured Metallic Materials

纳米结构或异质结构金属材料变形行为的宏观、细观和纳米尺度分析

• 发表时间: 2011
• 作者: Rajib Saha;Rintaro Ueji and Nobuhiro Tsuji;Rajib Saha;N.Tsuji;N.Tsuji
• 通讯作者: N.Tsuji

Advanced steels : the recent scenario in steel science and technology

• 发表时间: 2011
• 作者: Y. Weng;Han. Dong;Y. Gan

Fully Recrystallized Nanostructures in Bulk Austenitic Steels

大块奥氏体钢中的完全再结晶纳米结构

• 发表时间: 2014
• 作者: Rajib Saha;Rintaro Ueji and Nobuhiro Tsuji;前田譲章，松本健俊，小林光;R. Saha;Nobuhiro Tsuji; Rajib Saha; Shuai Chen; Rintaro Ueji; Akinobu Shibata; Si Gao; Daisuke Terada
• 通讯作者: Nobuhiro Tsuji; Rajib Saha; Shuai Chen; Rintaro Ueji; Akinobu Shibata; Si Gao; Daisuke Terada

Possibilities to Manage Both Strength and Ductility in Bulk Nanostructured Steels

管理散装纳米结构钢的强度和延展性的可能性

• 发表时间: 2011
• 作者: Rajib Saha;Rintaro Ueji and Nobuhiro Tsuji;Rajib Saha;N.Tsuji
• 通讯作者: N.Tsuji