ゴン?ウー 学際融合教育研究推進センター構造材料元素戦略研究拠点ユニット特定研究員、ステファヌス?ハルヨ 日本原子力研究開発機構J－PARCセンター研究主幹、土田紀之 兵庫県立大学准教授、阿部淳 総合科学研究機構中性子科学センター研究員らの研究グループは、中性子回折実験により、自動車などに使われる先端鉄鋼「TRIP鋼」が高強度であることの原因を解明しました。
本研究成果は、2017年11月9日に英国の科学誌「Scientific Reports」に掲載されました。
研究者からのコメント
高分解能高强度の连続中性子回折実験手法を用いて、罢搁滨笔钢の高强度と高靱性の原因を明らかにしました。今后中性子回折手法が先端金属材料の研究に新たな展开をもたらすことが期待できます。
本研究成果のポイント
- 衝撃吸収特性に优れた构造部材として自动车などに使われる先端鉄钢「罢搁滨笔钢」の引っ张り力に対する结晶构造の変化及びそれがもたらす影响を中性子回折実験で详しく解明することに世界で初めて成功
- 外力の引っ张りによって罢搁滨笔钢に含まれる「残留オーステナイト」の结晶构造が変化（相変态）して生じる「マルテンサイト」が鉄钢の强度を高めていることを実験的に引っ张りながらその场で详しく解析し、証明
- 罢搁滨笔钢の炭素含量の违いは鉄钢の相変态による强度変化に影响しないことも証明
- さらなる自动车の軽量化と衝突安全性を高めるための罢搁滨笔钢の开発に有用
概要
罢搁滨笔钢は、外から力が加わった场合に组织构造が変化し「相変态する」という特徴を持つ材料で、衝撃吸収特性に优れているため、自动车などの构造部材に多く用いられています。
本研究グループは、闯－笔础搁颁の物质?生命科学実験施设に设置している高性能工学材料回折装置「匠」を用いて、长さ5肠尘の罢搁滨笔型钢试験片が千切れるまで引っ张りながら、中性子回折测定を行いました。解析の结果、引っ张る际に罢搁滨笔钢の内部で起きる相変态で「残留オーステナイト」から生じる「マルテンサイト」が、罢搁滨笔钢の强度向上に大きく寄与していることを証明しました。また、炭素含量の重量比が0.2％と0.4％の罢搁滨笔钢で同じ引っ张り実験をしたところ、この违いは相変态による强度変化には影响しないことも証明しました。罢搁滨笔钢の中で変形の际に起きる组织変化の挙动を定量的に详しく解析できたのは本実験が世界で初めてです。
これは、透过能力が大きく试験片内部の原子配列を见ることのできる中性子を利用し、さらに装置分解能および强度が高い「匠」により、试験片の変形を止めることなく连続に中性子実験ができる手法を开発したことによる成果です。
図：罢搁滨笔钢の変形中に起きる相変态の概略。衝撃吸収にも优れ、自动车材料として使われており、さらなる改良が継続的に行われている。
详しい研究内容について
书誌情报
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Stefanus Harjo, Noriyuki Tsuchida, Jun Abe & Wu Gong (2017). Martensite phase stress and the strengthening mechanism in TRIP steel by neutron diffraction. Scientific Reports, 7, 15149.
