鉄鋼材料の結晶粒微細化強化に関する学術基盤の体系化
【研究分野】構造・機能材料
【研究キーワード】
フェライト鋼 / 結晶粒径 / 結晶粒微細化強化 / 降伏応力 / Hall-Petchの関係 / 粒界偏析 / 合金元素 / 強化機構 / 降伏強度 / 臨界粒界応力 / 摩擦力 / 時効処理 / 侵入型元素 / 置換型元素 / 構造・機能材料
【研究成果の概要】
十分に焼鈍した多結晶鉄の降伏は粒界から転位が放出されることによって起こり、粒界転位の放出に必要なせん断応力τ*が高いほど結晶粒微細化強化係数は大きくなる。τ*は、純鉄では大変小さな値であるが、粒界に偏析した元素の種類と量によって大きく変化する。程度の差はあれ、C、N、Ni、Si、Mn、Alについてはτ*を大きくするが、Crはτ*にほとんど影響を及ぼさないことが本研究により明らかとなった。
【研究の社会的意義】
鉄鋼は現代文明を支える基盤材料であり、省資源・省エネルギーの観点から更なる高強度化が求められている。ほとんどの実用鋼は多結晶体であり、結晶粒微細化強化は最重要の強化手段といっても過言ではないが、降伏挙動に及ぼす合金元素の影響については不明な点も多く残されている。本研究成果は、新たな材料や組織制御法を開発するうえで重要な設計指針を与えるものであり、学術面のみならず社会的にも高く評価される。
【研究代表者】