New development of the theory of martensitic transformation through three-dimensional analysis on lath martensite in steels

本研究では，FIB-SEMシリアルセクショニングにより，変態メカニズムに直結した特徴であるラスマルテンサイトの形態3次元情報や晶癖面方位などの結晶学的特徴を詳細に解析し，その結果に基づいてマルテンサイト変態の新たな変態理論を確立することを目指している．本年度は，IF (interstitial free) 鋼，低炭素鋼 (Fe-0.2C) を用いた．FIB加工により～25μm × 25μm ×25μm程度のピラー形状試験片を作製し，FIB-SEMシリアルセクショニングを実施した．また薄膜試料をFIBにより作製し，TEM・STEM解析を行った．ラス3次元形態を解析したところ，従来ラス状と呼ばれていた最小組織単位のマルテンサイト晶は幅に対して厚さが著しく薄い板状の形態を呈しており，それぞれのマルテンサイト晶が複雑に入り組んでいる領域が存在することがわかった．晶癖面方位を二面トレース解析によって調べたところ，IF鋼では(5 7 5)A から(1 1 1)A近傍に分布しているのに対し，0.2C鋼ではマルテンサイト変態の現象論から予測される方位 (0.441 0.799 0.411)Aに近いことがわかった．TEM，STEMにより内部微視組織を観察した結果，IF鋼では湾曲しタングルした転位に加えて，転位セル組織が発達しており，一つのマルテンサイト晶内に最大5 °程度の方位差が存在していた．一方，0.2C鋼では転位セルがあまり発達していなかったが，焼入れままの状態でセメンタイトが析出していた．以上より，焼入れ後の内部微視組織は，変態後の冷却中に生じるオートテンパーの影響を大きく受けたものであることが明らかとなった．

本研究では，FIB-SEMシリアルセクショニングにより，変態メカニズムに直結した特徴であるラスマルテンサイトの形態3次元情報や晶癖面方位などの結晶学的特徴を詳細に解析し，その結果に基づいてマルテンサイト変態の新たな変態理論を確立することを目指している．本年度は，IF (interstitial free) 鋼，低炭素鋼 (Fe-0.2C) を用いた．FIB加工により～25μm × 25μm ×25μm程度のピラー形状試験片を作製し，FIB-SEMシリアルセクショニングを実施した．また薄膜試料をFIBにより作製し，TEM・STEM解析を行った．ラス3次元形態を解析したところ，従来ラス状と呼ばれていた最小組織単位のマルテンサイト晶は幅に対して厚さが著しく薄い板状の形態を呈しており，それぞれのマルテンサイト晶が複雑に入り組んでいる領域が存在することがわかった．晶癖面方位を二面トレース解析によって調べたところ，IF鋼では(5 7 5)A から(1 1 1)A近傍に分布しているのに対し，0.2C鋼ではマルテンサイト変態の現象論から予測される方位 (0.441 0.799 0.411)Aに近いことがわかった．TEM，STEMにより内部微視組織を観察した結果，IF鋼では湾曲しタングルした転位に加えて，転位セル組織が発達しており，一つのマルテンサイト晶内に最大5 °程度の方位差が存在していた．一方，0.2C鋼では転位セルがあまり発達していなかったが，焼入れままの状態でセメンタイトが析出していた．以上より，焼入れ後の内部微視組織は，変態後の冷却中に生じるオートテンパーの影響を大きく受けたものであることが明らかとなった．