異なる積層欠陥エネルギーを有するバルクナノメタルの形成と靱性向上

不同堆垛层错能块体纳米金属的形成和韧性改善

• 批准号: 12F02381
• 负责人: 辻 伸泰
• 金额: $ 1.54万
• 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: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12F02381/
• 关键词: ナノ結晶; 再結晶; 加工; 強度; 延性; 転位; 塑性不安定; 加工硬化

研究は当初の計画通り順調に遂行し、幾つかの当初予期していなかった成果も得られた。３種類の合金において、平均粒径１μm以下の完全再結晶超微細粒組織を得ることができた。それぞれの合金における最小平均粒径は、Cu-6.8Al合金で0.60μm、Fe-30Mn-3Al-3Si合金で0.6μm、Fe-22Mn-0.6C合金で0.5μmであった。特筆すべきはこれらがいずれも完全再結晶組織を有する点であり、このことにより、超微細粒合金は優れた強度と延性を両立して示した。また、Fe-22Mn-0.6C合金は炭素量が高く、高強度の反面加工性に乏しい合金として知られているが、これに対しても繰り返し加工熱処理法という新しいプロセスを考案することにより、上記の超微細粒バルク材を得ることに成功した。超微細粒材を含む種々の平均粒径を有する３種の合金の室温引張試験を行い、強度・延性と粒径の関係を系統的に明らかにすることができた。いずれの合金も、粒径が１μm以下となっても均一伸びがほとんど減少せず、結晶粒超微細化による高強度と大きな延性を両立した優れた力学特性を実現することができた。種々のひずみ量まで引張試験を行った試料の変形下部組織をTEM観察し、変形組織として転位組織、積層欠陥組織、ナノ変形双晶の３種類が確認された。また、これらの変形機構の発現する段階が、結晶粒径を変化させることにより大きく変化することを初めて見出した。このことは、結晶粒超微細化によって低積層欠陥エネルギー合金の変形機構を制御し、ひいては強度と遠征を制御できることを示唆しており、基礎的観点のみならず、構造材料としての将来の実用化に対しても大変重要な知見である。

The research shows that the original <s:1> plan was successfully and smoothly に carried out <s:1>, and how many <s:1> った the original expected て な な った った results て obtained られた. Three types of <s:1> alloys にお にお て, with an average particle size of less than 1μm <s:1> fully recrystallized ultrafine microstructure を obtained る た とがで た た た た. そ れ ぞ れ の alloy に お け る は minimum average particle size, and Cu - 6.8 - Al alloy で 0.60 mu m, Fe - mn - 30 3 Al - si alloy 3 で 0.6 mu m mn, Fe - 22-0.6 - C alloy で 0.5 mu m で あ っ た. Special pen す べ き は こ れ ら が い ず れ も fully recrystallization organization を す る point で あ り, こ の こ と に よ り, ultrafine grain of alloy は れ た strength と ductility を struck made し て in し た. ま た mn, Fe - 22-0.6 - C alloy は high carbon quantity が く, high-strength の opposite processability に spent し い alloy と し て know ら れ て い る が, こ れ に し seaborne て も Qiao り return し processing hot 処 logos と い う new し い プ ロ セ ス を test case す る こ と に よ り, written の ultrafine grain バ ル wood ク and を る こ と に successful し た. Ultra fine grained materials を む 々 species. の を mean particle size have す る の three の alloy at room temperature, the test line を い, strength, ductility と size の masato system に Ming を ら か に す る こ と が で き た. い ず れ の alloy も below, 1 microns diameter が と な っ て も flat stretch び が ほ と ん ど reduce せ ず, crystal grain of superfine refinement に よ る high strength large と き な ductility を struck made し た optimal れ た mechanical characteristics を be presently す る こ と が で き た. Amount of 々 の ひ ず み ま で extension and test line を っ た sample の - form the lower organizations を TEM 観 examine し, - と し て planning organizations, horizon owe 陥 organizations, ナ ノ - shaped twin の 3 kinds が confirm さ れ た. ま た, こ れ ら の - shape institutions の 発 now す る Duan Jie が, crystal grain size を variations change さ せ る こ と に よ り big き く variations change す る こ と を early め て shows し た. こ の こ と は, crystal grain of superfine refinement に よ っ て low horizon owe 陥 エ ネ ル ギ ー alloy の - shape institutions を royal し, ひ い て は strength と expedition を suppression で き る こ と を in stopping し て お り, basic point of 観 の み な ら ず, structure materials と し て の の in the future be in turn に し seaborne て も big - important な knowledge で あ る.

项目成果

Microstructure Evolution during HPT and Subsequent Heat Treatment in Metastable Austenitic Steel

亚稳态奥氏体钢 HPT 和后续热处理过程中的微观结构演变

• 发表时间: 2014
• 作者: Shuai Chen;Akinobu Shibata;Si Gao;Yanzhong Tian and Nobuhiro Tsuji
• 通讯作者: Yanzhong Tian and Nobuhiro Tsuji

Microstructural evolution of metastable austenitic steel during high-pressure torsion and subsequent heat treatment

亚稳态奥氏体钢在高压扭转和后续热处理过程中的微观结构演变

• DOI: 10.1088/1757-899x/63/1/012053
• 发表时间: 2014
• 期刊: IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng.
• 作者: S. Chen;A. Shibata;L.J. Zhao;S. Gao;Y.Z. Tian and N. Tsuji
• 通讯作者: Y.Z. Tian and N. Tsuji

Microstructural characterization of hydrogen-related cracks in high-Mn TWIP steel

高锰TWIP钢氢相关裂纹的显微组织表征

• 发表时间: 2015
• 作者: M. A. Kafi;Y. Phanny;Y. Nakamuta and M. Todo;R. Saha;近江隼人・河村剛・Darren LeClere・武藤浩行・松田厚範;李 紅星・高 斯・田 艶中・ 寺田大将・柴田曉伸・辻 伸泰;近江隼人・河村剛・Darren LeClere・武藤浩行・松田厚範;BAI Yu・柴田暁伸・田 艶中・辻 伸泰
• 通讯作者: BAI Yu・柴田暁伸・田 艶中・辻 伸泰

Unique Structure and Properties of Bulk Nanostructured Metal

块体纳米结构金属的独特结构和性能

• 发表时间: 2013
• 作者: Md. Nazrul Islam;Daisuke Kitazawa;N. Tsuji
• 通讯作者: N. Tsuji

Optimizing strength and ductility in Cu–Al alloy with recrystallized nanostructures formed by simple cold rolling and annealing

• DOI: 10.1007/s10853-014-8299-8
• 发表时间: 2014-05
• 期刊: Journal of Materials Science
• 影响因子: 4.5
• 作者: Y. Tian;L. J. Zhao;S. Chen;D. Terada;A. Shibata;N. Tsuji