Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

強度 / 靭性 / 破壊 / 疲労 / クリープ / 応力腐食割れ / 超塑性 / 摩耗 / その場観察 / TEM / ドメイン / 電子顕微鏡法 / セラミックス / 破壊・変形 / 粒界・界面 / 転位 / 原子配列

実際に材料を使用する外的な刺激の下における構造および特性の相関性を明らかにすることが実用材料の本当の構造-特性の相関性を理解することにつながる.本研究プロジェクトでは,外的な刺激を加えながら観察を行うその場電子顕微鏡法の開発およびその材料への応用を目的として研究を行った.応力を加えた際のセラミックス中の転位の運動・双晶界面の形成などを直接観察した他,圧電材料でのドメイン移動を直接観察することに成功したなどの成果が得られた.

強度 / 靭性 / 破壊 / 疲労 / クリープ / 応力腐食割れ / 超塑性 / 磨耗 / 耐熱材料 / 軽量化 / ユビキタス元素 / 金属組織学 / 金属間化合物 / 加工熱処理

本研究ではTi合金や耐熱鋼に替わる高比強度Fe_3Al基耐熱合金の開発を目指し、結晶粒微細化による高靭性化、600℃までの高温強度と高温安定性について調べた。その結果、600℃程度までの用途を想定したFe_3Al基耐熱合金の設計指針として、温間加工中に微細なκ-Fe_3AlC炭化物を導入すると母相の結晶粒が細分化され、低温側での強化に有効なこと、及び、本合金への少量のMoの添加は600℃までの降伏強度と温間加工組織の安定性を向上するのに有効であることを見出した。

強度 / 延性 / 組織 / 靭性(じん性) / 金属材料 / 脆性相 / 多相材料 / 靱性(じん性)

本研究は脆性相を含む多相金属材料における延性発現機構を解明することを目的とし、脆性相の種類や分散形態を変えた多相金属材料を用いた機械試験とナノスケールの組織観察を行うことにより、室温延性と破壊の巨視的情報、さらには母相や界面における転位組織などの微視的情報を実験的に収集するとともに、これら実験結果を弾性論的解析手法により説明することを試みるものである。
本年度も引き続き数種の合金系における脆性な母相と延性な析出相の組み合わせ、あるいは延性な母相と脆性な析出相の組み合わせにおいて、それぞれの組織形態、結晶構造、母相/析出相間の方位関係、などとと常温から高温に至るまでの強さ・延性・靭性との関係を実験的に、系統的に調べた。
Fe-Mn-Al-C系においてはfccオーステナイト固溶体を母相とし、同じ蝕構造を基調とするE2_1型規則構造を有する(Fe, Mn)_3AlC金属間化合物を析出相とする合金における不連続析出の発現条件の検討、連続析出する場合との機械的特性の相違について検討した。また、Ti-Al-C系においてはhcp母相中への同じE21型規則構造を有するTi_3AIC金属間化合物が析出する場合の組織形成過程と組織形態を調べ、これらと機械的性質の関連について検討した。このほか、Nb-Si-Ti合金では高温のみで安定なNb3Sけ目の共析分解で形成する延性なNb固溶体と脆性なNb_5Si_3相からなるラメラー組織においては、室温ではラメラー間隔が小さいほど強度が高く延性が低いのに対して、高温では強度と延性ともにラメラー間隔が大きいほど優れるという結果を基に、延性相ラメラーの厚さが破壊靭性値に及ぼす影響を考察した。これらの知見を活かして浮遊帯炉を用いた一方向凝固によってラメラーの配向を制御して高い室温靭性が得られる条件を見いだした。

【研究分担者】
山本剛久	名古屋大学	大学院・工学研究科	教授	(Kakenデータベース)
溝口照康	東京大学	生産技術研究所	准教授	(Kakenデータベース)
柴田直哉	東京大学	大学院・工学系研究科	准教授	(Kakenデータベース)
着本享	東北大学	原子分子材料科学高等研究機構	講師	(Kakenデータベース)
佐藤幸生	東京大学	大学院・工学系研究科	助教	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
加藤雅治	東京工業大学	大学院・総合理工学研究科	教授	(Kakenデータベース)
熊井真次	東京工業大学	大学院・総合理工学研究科	助教授	(Kakenデータベース)
木村好里	東京工業大学	大学院・総合理工学研究科	助手	(Kakenデータベース)