Change in mechanical properties of high-strength martensitic steel by the combination of pre-strain and deformation temperature

土田 紀之*; Kuramoto, Shota*; 上路 林太郎*; Gong, W.; Harjo, S.; 廣井 孝介; 河村 幸彦*

ISIJ International, 64(2), p.354 - 360, 2024/01

https://doi.org/10.2355/isijinternational.ISIJINT-2023-216

The effects of pre-strain on the mechanical properties of high strength martensitic steels were investigated using either strain tempering (ST) or quenching and tempering (QT) samples. In the tensile tests at deformation temperatures between 296 and 573 K, the ST sample exhibited an increase in both the tensile strength (TS) and uniform elongation (U El) at 473 to 523 K, whereas the QT sample showed an increase in U El with little change in the TS and yield strength (YS). The results of in situ neutron diffraction experiments revealed an increase in the stress partitioning to the bcc phase with an increase in the deformation temperature from 296 to 523 K. The difference in the phase stress between the bcc and cementite phases decreased with an increase in the temperature due to the decrease in the cementite strength. Pre-strain of 0.5% increased the YS at 296 K with a slight work hardening; the initial dislocation density () decreased at 523 K, but increased significantly after yielding, leading to a better combination of TS and U.El. The combination of pre-strain, tempering, and deformation temperatures caused the change in before deformation and the increase in after yielding of the martensitic steel.

Polarized neutron scattering study of hollow FeO submicron spherical particles

小林 悟*; 野村 英志*; 千葉 桃子*; 河村 幸彦*; 大石 一城*; 廣井 孝介; 鈴木 淳市*

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 569, p.170410_1 - 170410_9, 2023/03

https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2023.170410

We report results of polarized small-angle and wide-angle neutron scattering experiments at = 10 and 300 K for 420 nm-sized hollow FeO spherical particles. Each hollow particle is a mesocrystal, which is composed of small nanoparticles with nearly the same crystallographic orientation. Polarized neutron experiments allow us to evaluate magnetic correlations of parallel and perpendicular magnetization components with respect to magnetic field during magnetization process. Small-angle neutron scattering reveals that as the magnetic field decreases from a saturation field of 10 kOe, the perpendicular magnetization component maximizes around zero applied field, whereas the parallel component minimizes. This behavior was observed below and above Verwey transition temperature of 120 K. Calculations of neutron intensities for vortex structures suggest the reorientation of the vortex core towards the magnetocrystalline anisotropy axis from the magnetic field direction at low applied fields. Moreover, a magnetic domain length obtained from the wide-angle scattering is of the order of 30-40 nm and comparable to the size of the small nanoparticles forming a hollow sphere, suggesting that magnetic correlations within the small nanoparticles always retain during magnetization process.

Structure analysis of a buried interface between organic and porous inorganic layers using spin-contrast-variation neutron reflectivity

熊田 高之; 三浦 大輔*; 阿久津 和宏*; 大石 一城*; 森川 利明*; 河村 幸彦*; 鈴木 淳市*; 奥 隆之; 鳥飼 直也*; 新関 智丈*

Journal of Applied Crystallography, 55(5), p.1147 - 1153, 2022/10

AA2021-0903.pdf:1.06MB

https://doi.org/10.1107/S1600576722007506

スピンコントラスト変調中性子反射率法は一つの試料一つのビームラインから複数の反射率曲線が得られる手法である。我々はその特徴を生かしてメチル化ポリシラザンから作られた多孔質シリカ界面においてアクリルウレタン樹脂は多孔質体内に入り込まないことを見出した。

Development of spin-contrast-variation neutron powder diffractometry for extracting the structure factor of hydrogen atoms

三浦 大輔*; 熊田 高之; 関根 由莉奈; 元川 竜平; 中川 洋; 大場 洋次郎; 大原 高志; 高田 慎一; 廣井 孝介; 森川 利明*; et al.

Journal of Applied Crystallography, 54(2), p.454 - 460, 2021/04

AA2020-0724.pdf:2.05MB

https://doi.org/10.1107/S1600576721000303

山形大学が原子核物理実験用に開発した結晶試料の核スピン偏極技術を、スピンコントラスト偏極中性子回折測定法に展開し、水素核偏極化されたグルタミン酸を用いて粉末結晶試料中の水素の配向および凝集・分散などの構造情報を抽出できることを実証した。

Development of spin-contrast-variation neutron reflectometry for the structural analysis of multilayer films

熊田 高之; 阿久津 和宏*; 大石 一城*; 森川 利明*; 河村 幸彦*; 佐原 雅恵*; 鈴木 淳市*; 鳥飼 直也*

Journal of Applied Crystallography, 52(5), p.1054 - 1060, 2019/10

AA2018-0116.pdf:0.86MB

https://doi.org/10.1107/S1600576719010616

スピンコントラスト変調中性子反射率法を用いて高分子膜の測定を行った。ポリスチレン薄膜の測定においては核偏極に従って変化する反射率曲線は全て同一の構造因子を用いて綺麗に再現することができた。本結果は、スピン拡散機構によって表面や界面を含めて試料が均一に偏極していることを示したものであり、本手法から構造因子を高い信頼性をもって得られることを担保する結果となった。また、ミクロ相分離したブロック共重合体の測定では、核偏極によって特定の界面構造が選択的に得ることができることを示した。

Time-of-flight elastic and inelastic neutron scattering studies on the localized 4d electron layered perovskite LaMoO

飯田 一樹*; 梶本 亮一; 水野 雄介*; 蒲沢 和也*; 稲村 泰弘; 星川 晃範*; 吉田 幸彦*; 松川 健*; 石垣 徹*; 河村 幸彦*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 86(6), p.064803_1 - 064803_6, 2017/06

https://doi.org/10.7566/JPSJ.86.064803

The magnetic structure and spin wave excitations in the quasi-square-lattice layered perovskite compound LaMoO were studied by a combination of neutron diffraction and inelastic neutron scattering techniques using polycrystalline sample. Neutron powder diffraction refinement revealed that the magnetic structure is ferrimagnetic in the plane with antiferromagnetic stacking along the -axis. The inelastic neutron scattering results display strong easy-axis magnetic anisotropy along the -axis due to the spin-orbit interaction in Mo ions. The model Hamiltonian consisting of in-plane anisotropic exchange interactions, the interlayer exchange interaction, and easy-axis single-ion anisotropy can explain our inelastic neutron scattering data well. Strong Ising-like anisotropy and weak interlayer coupling compared with the intralayer exchange interaction can explain both the high-temperature magnetoresistance and long-time magnetization decay recently observed in LaMoO.

単分子磁石挙動を示す無機物質Li(LiFe)Nの中性子散乱研究

古府 麻衣子; Jesche, A.*; Breitner, F.*; Hhn, P.*; 河村 聖子; 中島 健次; 廣井 孝介; 大石 一城*; 河村 幸彦*

no journal, , 

単分子磁石とはナノスケールの単一分子が大きな磁気モーメント・磁気異方性を有し、磁化反転過程が非常に遅くなる物質群のことである。一般的な単分子磁石は錯体であり、磁性イオンに有機分子が配位する。低対称性であることが多く、スピン副準位の決定は容易ではない。本研究では、対称性の高い無機物質Li(LiFe)Nに着目した。Li(LiFe)Nは六方晶であり、LiN層に隔てられたLi三角格子にFeがドープされる。広い濃度領域()において単分子磁石挙動が観測されており、トンネルを介した磁化反転が顕著に現れる。単分子磁石挙動を示す無機物質はわずか数例のみであり、その詳細はよくわかっていない。我々は、Feの副準位を調べるため、AMATERAS分光器で非弾性散乱測定を行った。複数の励起が観測された。これは、基底状態が = {7/2,5/2,...}のように単純に記述されず、混成した状態になっていることを示唆する。発表では、TAIKANで観測された磁気小角散乱の結果も合わせ、本物質の磁気特性について議論したい。

Neutron scattering study toward to development of energy-efficient environment-friendly refrigeration technology

北澤 英明*; 河村 幸彦*; 間宮 広明*; 寺田 典樹*; 鈴木 博之*; 辻井 直人*; Doenni, A.*; 金子 耕士; 目時 直人; 井川 直樹; et al.

no journal, , 

冷凍機の高性能蓄冷材としての用途が期待されるHoPdと希薄スピネルフェライトについて、JRR-3における粉末中性子回折実験の結果を報告する。100K以下で、k=(0.18, 0.18, 0.18)の秩序ベクトルを伴う磁気ピークを観察した。ピーク線幅は最低温度5Kでも非常に広く、この物質は低温で長波長のモジュレーションを伴った短距離秩序が生じることが明らかとなった。

スピンコントラスト変調中性子小角散乱法による急冷糖溶液中に生成したナノ氷晶の観測

熊田 高之; 中川 洋; 三浦 大輔*; 関根 由莉奈; 元川 竜平; 廣井 孝介; 稲村 泰弘; 奥 隆之; 大石 一城*; 森川 利明*; et al.

no journal, , 

スピンコントラスト変調中性子小角散乱法を用いて急冷糖溶液中に生成するナノ氷結晶の構造解析を行った。本手法により、アモルファス氷と氷晶由来の散乱は識別され、後者の散乱から氷晶は非常に異方的なナノ構造を形成していることを見出した。

磁気冷却材料RPd(R=Tb, Ho)の巨大磁気熱量効果と短距離秩序

北澤 英明*; 河村 幸彦*; Keller, L.*; 豊泉 沙織*; 寺田 典樹*; 鈴木 博之*; 間宮 広明*; Doenni, A.*; Lee, S.*; 目時 直人; et al.

no journal, , 

反強磁性秩序を持つにもかかわらず非常に大きな磁気熱量効果を持つHoPdの磁気構造を得るため、中性子散乱実験を行った。その結果、k=0.18, 0.18, 0.18の短距離秩序が以上から成長することを発見した。また、TbPdの実験も行って比較したところ、やはり、の2倍以上高温からk=0.22, 0.22, 0.22の短距離磁気相関が発達していることが明らかになった。