【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.16】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24AE0020

利用課題名 / Title

省資源型二相ステンレス鋼におけるオーステナイト相の機械的安定性とその異方性調査

利用した実施機関 / Support Institute

日本原子力研究開発機構 / JAEA

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

二相ステンレス鋼,省合金化,加工安定性,オーステナイト相,放射光/ Synchrotron radiation

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

土田 紀之

所属名 / Affiliation

兵庫県立大学大学院工学研究科

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

河西青翔,山田琴音

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

菖蒲敬久

利用形態 / Support Type

（主 / Main）共同研究/Joint Research（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

AE-004：応力・イメージング測定装置

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

省資源型二相ステンレス鋼の機械的特性向上と関係する，オーステナイト相の機械的安定性を調査するため，SPring-8のビームラインBL22XUを利用して，オーステナイト相のMd₃₀点を測定した．温度低下により，オーステナイト相の体積率は減少し，その機械的安定性には異方性があることがわかった．オーステナイト相の減少率より推定した 点より，90°，0°，45°の順番でオーステナイトの機械的安定性が低いことが分かった．得られたMd₃₀点から，省合金型二相ステンレス鋼の機械的特性におよぼす試験温度の影響を，オーステナイト相の安定性の観点から議論することが可能となった.

実験 / Experimental

二相ステンレス鋼は，化学プラントなど多くの用途として利用され，その力学特性については高強度かつ高延性が求められる．最近多くの研究報告のある省資源型二相ステンレス鋼は，低温でオーステナイトの加工誘起変態によるTRIP効果の影響で，機械的特性が向上する．一方で，二相ステンレス鋼は成形性の向上も重要課題であることを考えると，TRIP効果および加工誘起変態の異方性についての調査が必要である．本研究では，低温における省資源型二相ステンレス鋼の加工誘起変態挙動の異方性を調査した．本申請実験では，オーステナイト相の機械的安定性を調査するため，圧延方向に対して角度0，45，90°方向のサンプルを用いて，Md₃₀点を明らかにする．
 実験は，SPring-8のビームラインBL22XUを利用した．真空封止型アンジュレータより得られる69.4 keVの放射光をRI実験棟に設置された応力イメージング測定装置上の自動ステージに取り付けた試験片に照射し，回折した放射光をX線を可視光に変換するユニットを介したCCDカメラにより計測した．試験片には事前に試験温度77~296 K，ひずみ速度5.0×10^-4 /sで，真ひずみを30%加えておき，試験片中心部と引張方向±5 mmの位置の合計3箇所を計測した．

結果と考察 / Results and Discussion

温度低下によりオーステナイト体積率は減少した．これは，加工誘起変態によってオーステナイト相が加工誘起マルテンサイト変態したためである．オーステナイト相の減少率より推定した Md₃₀点は，90°，0°，45°の順に高温であり，この順番でオーステナイトの機械的安定性が低いことが分かった．また，温度に対するオーステナイト体積率変化は183 Kを境に変化していた．
Md₃₀点より90°は最も機械的安定性が低いことから，他の角度よりも加工誘起変態しやすく，多くの加工誘起マルテンサイトが生じたため，強度が増大したと考えられる．オーステナイト相の機械的安定性には異方性があり，これは機械的安定性の温度依存性の異方性とも関係していることが本実験結果からわかった．

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

なし

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

1. 河西青翔，土田紀之 省合金二相ステンレス鋼の機械的特性におよぼす変形温度の影響とその異方性 日本金属学会・鉄鋼協会関西支部 マテリアルデザイン研究会（2024年11月20日）

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件