電子線トモグラフィーによる空間的組織解析と力学特性評価への展開

Three-dimensional microstructure analysis using electron tomography method and its development to mechanical property evaluation

光原 昌寿*; 鴛渕 孝太*; 波多 聰*; 池田 賢一*; 中島 英治*; 大塚 智史   ; 皆藤 威二 ; 井上 賢紀 

Mitsuhara, Masatoshi*; Oshibuchi, Kota*; Hata, Satoshi*; Ikeda, Kenichi*; Nakashima, Hideharu*; Otsuka, Satoshi; Kaito, Takeji; Inoue, Masaki

現在、電子線トモグラフィー,シリアルセクショニング,X線トモグラフィーなどの3次元観察手法により、ナノメゾマクロスケールでの材料組織の3次元可視化と解析が可能になりつつある。中でも、電子線トモグラフィーは、数数十nmの析出粒子の空間分布や粒径分布などを定量的に評価できる。また、回折コントラストを積極的に利用することで転位組織の空間的解析も可能となっている。本講演では、上述の3次元的組織解析の現状と、分散強化型耐熱鋼における材料組織と高温力学特性の因果性を検討した例について報告する。図は、酸化物分散強化型フェライト鋼の3次元観察結果である。図中では、平均粒径4.5nmのイットリア粒子が結晶粒内に緻密に分散している様子が観察される。それらは高温変形中に転位運動の障害となるため優れた高温強度を示す。図より求めたすべり面上での粒子表面間距離は平均で約80nmであり、それから算出される転位運動に対する抵抗力(オローワン応力)は258MPaであった。この値は、高温力学試験より求まる酸化物の抵抗力と同程度であり、3次元解析によって精密な組織評価が可能となった。

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