高Mn形状記憶合金およびTWIP鋼における新合金設計指針確立のための基礎研究

建立高锰形状记忆合金和TWIP钢新合金设计指南的基础研究

• 批准号: 11J01790
• 负责人: 小山 元道
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: National Institute for Materials Science (2012)University of Tsukuba (2011)
• 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 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J01790/
• 关键词: 高Mnオーステナイト鋼; マルテンサイト変態; 双晶変形; 動的ひずみ時効; 水素脆化; 加工硬化; 早期破断; 細粒化; オーステナイト鋼; 積層欠陥; 形状記憶効果; TWIP効果

優れた機械的性質、特には均一伸びを得るためには、高い加工硬化能および、延性的な破壊を材料が有する必要がある。前年度は加工硬化に着目し、研究を遂行した。対して本年度は破壊挙動に焦点をあてた。延性的な破壊挙動が得られない場合、すなわち、脆化が引き起こされる条件について明らかとし、各条件における機構を解明した。本研究対象の合金であるFe-Mn-Cオーステナイト鋼ではεマルテンサイトに関する脆化および水素脆化現象が重要となる。両脆化現象の機構を本年度は解明した。前者はεマルテンサイトと焼鈍双晶界面の交差部に発生する応力集中に起因して起こる。後者の水素脆化は、ひずみ時効および変形双晶の挙動に特に影響を受けることを明らかとした。これら解明された脆化機構に基づき、脆化抑制のための合金設計指針を提案した。εマルテンサイトに関わる脆化は、εマルテンサイトおよび焼鈍双晶界面の密度を減らすことで抑制可能である。両密度を提言する方法の一例は温間加工による結晶粒微細化である。温間加工による結晶粒の微細化はεマルテンサイトおよび焼鈍双晶界面の密度を著しく低減し、その結果、脆化現象が抑制された。水素脆化の抑制にはAlの添加が有効であることが知られているが、その理由は不明であった。本研究により、Alはひずみ時効および変形双晶を抑制し、その結果、水素脆化が抑制されることが明らかとなった。本研究の目的は加工硬化および脆化現象の挙動および機構を明らかとし、Fe-Mn-Cオーステナイト鋼の設計指針を確立することである。前年度研究成果および上記結果により、本合金系の加工硬化および脆化現象の大部分が明らかとなり、得られた知見から、良好な機械的性質の鋼の開発にも成功した。

Excellent mechanical properties, special properties, high work hardening properties, ductility and other materials are necessary. Work hardening research has been carried out in the past year. This year's event will focus on The ductility of the fracture is due to the situation, the condition, and the mechanism of the fracture. This study focuses on Fe-Mn-C alloy embrittlement and water embrittlement in steel. This year, the phenomenon of fragile institutions has been resolved. The former is caused by the concentration of forces at the intersection of the two crystal interfaces. The latter element embrittlement, when the shape of the twin crystal is affected by the light This paper proposes some design guidelines for embrittlement mechanism and embrittlement suppression. The density of the interface between the two crystals decreases and the embrittlement decreases. An example of a method for improving the density of crystals is temperature processing. Temperature processing of fine crystal particles, such as Water embrittlement and Al addition In this study, Al was found to be a time-consuming and time-consuming phenomenon. The purpose of this study is to clarify the mechanism of work hardening and embrittlement and to establish design guidelines for Fe-Mn-C steels. Most of the work hardening and embrittlement phenomena of this alloy system have been successfully developed, and the mechanical properties of the steel have been well known.

项目成果

Hydrogen Embrittlement in Al-added Twinning-induced Plasticity Steels Evaluated by Tensile Tests during Hydrogen Charging

• DOI: 10.2355/isijinternational.52.2283
• 发表时间: 2012-12
• 期刊: Isij International
• 影响因子: 1.8
• 作者: M. Koyama;E. Akiyama;K. Tsuzaki

Nanoindentation/atomic force microscopy analyses of ε-martensitic transformation and shape memory effect in Fe-28Mn-6Si-5Cr alloy

• DOI: 10.1016/j.scriptamat.2011.08.010
• 发表时间: 2011-12-01
• 期刊: SCRIPTA MATERIALIA
• 影响因子: 6
• 作者: Sekido, K.;Ohmura, T.;Tsuzaki, K.
• 通讯作者: Tsuzaki, K.

高マンガン鋼国際会議(HMnS2011)プロシーディングレビュー

高锰钢国际会议（HMnS2011）会议论文集回顾

• 发表时间: 2011
• 作者: 川西敬仁;高見沢圭佑;藤井孝史;浜田弘一;有田正志;高橋庸夫;小山元道
• 通讯作者: 小山元道

Premature Fracture Mechanism in an Fe-Mn-C Austenitic Steel

• DOI: 10.1007/s11661-012-1220-7
• 发表时间: 2012-05
• 期刊: Metallurgical and Materials Transactions A
• 作者: M. Koyama;T. Sawaguchi;K. Tsuzaki

Factors Affecting Static Strain Aging under Stress at Room Temperature in a Fe–Mn–C Twinning-induced Plasticity Steel

Fe-Mn-C孪生塑性钢室温应力下静态应变时效的影响因素

• DOI: 10.2355/isijinternational.53.1089
• 发表时间: 2013
• 期刊: ISIJ International
• 影响因子: 1.8
• 作者: M. Koyama;E. Akiyama;K.Tsuzaki
• 通讯作者: K.Tsuzaki