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諸岡 聡; 山下 享介; Harjo, S.; 土山 聡宏*
no journal, ,
現代の自動車設計は、車両の軽量化、燃料効率の向上、乗客の安全性の向上を考慮したうえで、新しい高強度鋼(AHSS)の開発が必要とされており、中Mn鋼はAHSSの第3世代に望まれる特性目標を達成するために提案された鋼種の1つである。土山らは、5.0Mn鋼にQP熱処理を施すことで、フェライトをマルテンサイトに置き換えることによって連続降伏を促進し、強度と延性のバランスを向上させることを提案している。しかしながら、マルテンサイトの導入は、(
+
)二相域焼鈍中のオーステナイトの不完全な安定化によってのみ可能であり、C及びMn分配が不十分な未変態オーステナイトの形成に繋がることも懸念される。そのため、中Mn鋼を構成する結晶相の変形挙動を詳細に理解する必要がある。本研究は、中性子回折法によるその場測定を用いて、5.0Mn鋼の変形挙動を調査することを目的とする。本実験はJ-PARC MLFに設置されたTAKUMI(BL19)を使用して、中性子回折法による引張変形中その場測定を実施した。引張変形による任意時間の回折パターンの変化に対して、格子面間隔・積分強度の情報を評価することで、マルテンサイトの導入による元素分配が不十分な未変態オーステナイトの変形挙動を観測することに成功した。
小山 元道*; 北條 智彦*; 宮本 吾郎*; 諸岡 聡; 山下 享介; 澤口 孝宏*; 峯 洋二*; 眞山 剛*; 興津 貴隆*; 榊原 睦海*; et al.
no journal, ,
高強度-高延性鋼を開発するために近年盛んに研究されてきた対象は、高Mn鋼と変態誘起塑性(TRIP)鋼である。高Mn鋼の研究を通して、Mn利用による積層欠陥エネルギーおよび相変態挙動の制御の重要性が再認識された。また、素材コストも睨みながら、従来の延性強度バランスを打破するには、未変態オーステナイトのTRIP効果を利用することが有効であるとの見方も広く受け入れられてきた。これら高Mn鋼とTRIP鋼の研究が合流する形で、TRIP効果を示す中Mn鋼が注目されている。中Mn鋼は優れた延性強度バランスを示す。しかし、複相であること、化学組成や熱処理条件に敏感であること、変形誘起マルテンサイト変態を示すこと、大きなリューダース変形を示すこと、応力ひずみ応答においてセレーションが現れること等に起因して、非常に複雑な塑性変形挙動を呈する。そのため、その優れた力学特性発現の機構は未だ不明瞭である。本講演では、その優れた力学特性の原因を組織発達および塑性変形挙動解析に基づいて明らかとするための研究戦略を示し、その妥当性と応用展開を広く議論する。
増村 拓朗*; 土山 聡宏*; 中垣内 達也*; 諸岡 聡
no journal, ,
近年、自動車用高強度薄鋼板として注目されている中Mn鋼は、焼入れ後の(+)二相域焼鈍により多量の残留オーステナイトを含む焼戻しマルテンサイト組織を形成することにより優れた強度-延性バランスを有することが知られている。一方、Ms点とMf点の間に焼入れ、未変態オーステナイトが存在する状態で二相域焼鈍を施す部分焼入-二相域焼鈍を施すことで、熱処理後、残留オーステナイトと共に高転位密度を有するマルテンサイト(フレッシュマルテンサイト)も同時に得られるため、従来鋼に比べて優れた強度と伸びのバランスが得られることを土山らは報告した。極微細な焼戻しマルテンサイト,フレッシュマルテンサイト,残留オーステナイトが混在している本鋼種において発生する応力・ひずみ分配挙動および、それに起因した変形の不均一性が材料の加工硬化挙動に与える影響は明らかになっていないため、ナノスケールデジタル画像相関(DIC)法を適用することで本鋼種の不均一変形挙動を評価することを目的とした。完全焼入材においては特定の組織にひずみは局在化しておらず、残留オーステナイトや焼戻しマルテンサイトが協同的に変形している。一方で、部分焼入材では、焼戻しマルテンサイト部分のみにひずみが集中している。この変形過程は軟質相である焼戻しマルテンサイトにひずみが集中するDP鋼と非常に酷似している。したがって、部分焼入材は軟質相と硬質相の二相鋼にTRIP効果を付与した新たなDP鋼の一つであると結論づけることができる。
小山 元道*; 北條 智彦*; Varanasi, R.*; 山下 享介*; 諸岡 聡; 川崎 卓郎; Harjo, S.
no journal, ,
鉄鋼材料では、リューダース変形のようなマクロ不均一変形から微視組織に依存したミクロ不均一変形まで、様々なスケールでの不均一塑性発達が知られる。特に、近年発展が著しい高強度複相鋼板ではミクロレベルの不均一塑性発達が著しく、これが強くマクロ力学特性に影響している。つまり、マクロ変形および特性を制御するためにはミクロ変形を理解することが不可欠となっている。例えば、高延性高強度を両立する中Mn鋼の不均一塑性発達は、初期組織だけでなく、変態誘起塑性に由来した変形中における結晶構造変化(マルテンサイト変態)が、ミクロ変形挙動を複雑化させている。降伏挙動だけを考える場合でも、フェライトと準安定オーステナイトで構成される微細等軸粒を有する中Mn鋼では、その複相組織およびマルテンサイト変態に由来したミクロ不均一変形だけでなく、これに連動したマクロな不均一変形、すなわちリューダース変形が起こるためにその理解は容易ではない。この複雑性のため、中Mn鋼の降伏挙動は未だ研究が続いている。本講演では、マルチスケールその場観察を通して得られた中Mn鋼のリューダース変形挙動の一端を示す。
諸岡 聡; 山下 享介*; 小山 元道*; Harjo, S.; 菖蒲 敬久
no journal, ,
第3世代先進高張力鋼の目標に合致する優れた強度-延性バランスを発揮させるために開発された中Mn鋼は、冷間圧延加工した後に2相域焼鈍することで、フェライトと残留オーステナイトが混在した1
m以下の超微細等軸粒組織を呈し、数%の特異な降伏点伸び(L
ders帯の伝播を伴う塑性変形)を生じる。本研究は、中性子及び放射光X線回折法によるその場測定の利点を有効活用して、冷間圧延加工後に2相域焼鈍を施した5Mn-0.1C鋼の引張変形挙動の解明を進める。本手法を用いて、引張変形中のフェライト,残留オーステナイト,加工誘起マルテンサイトの格子ひずみ(応力)変化及び、相分率変化を捉えることで、5Mn-0.1C鋼の引張変形挙動である降伏現象、降伏点伸び、加工硬化を解釈することに成功した。