【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.26】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24UT0365
利用課題名 / Title
マルテンサイト変態時における変態温度および冷却速度の局所硬さに及ぼす影響
利用した実施機関 / Support Institute
東京大学 / Tokyo Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
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）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
鉄鋼材料,走査型電子顕微鏡,電子顕微鏡/ Electronic microscope,電子回折/ Electron diffraction
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)
荒川 彰太
所属名 / Affiliation
東京大学工学部マテリアル工学科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
福川昌宏
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
マルテンサイトを含む鉄鋼材料の力学的特性をさらに向上させるためには、組織形成に影響を及ぼす因子とその影響を理解することが重要である。本研究では組織の硬さ分布に注目し、マルテンサイト変態開始温度(Ms点)と冷却速度の違いが硬さ分布と組織に与える影響を検討することを目的とした。
実験 / Experimental
炭素量が同等でMs点を変化させるために組成がFe-0.15C-10NiとFe-0.15C-18Niである2種類の供試鋼を用いた。熱間加工シミュレータを用いて、900℃まで昇温し120s保持してγ化し、Ms点の直上まで急冷した。その後、1℃/sまたは10℃/sで冷却しマルテンサイト変態させた。得られたマルテンサイト組織に対してARIM施設の走査型電子顕微鏡(JSM-7000F)に搭載されたEBSDによる結晶方位解析の後、ナノインデンテーション試験を行った。得られた硬さ分布とEBSD像を比較することで、変態温度と冷却速度が硬さと組織に与える影響を検討した。
結果と考察 / Results and Discussion
組成と冷却速度を変化させた4種類の試料の、ある領域の硬さ分布を図1に示す。10Ni鋼を1℃/sで冷却した試料では、低硬度のブロックが比較的多く硬さのばらつきが大きくなった。これは変態温度が比較的高い上に冷却速度が遅いため、比較的高温かつ長い時間オートテンパーが起こることが原因と考えられる。
図２に10Ni鋼を1℃/sで冷却した試料に対して、結晶方位解析によって得られたIPFマップと硬さプロットを重ねた図を示し、図3に低硬度で比較的粗大なブロックを強調した図を示す。その結果、粒界付近にそれらの低硬度のブロックが存在することを確認した。変態初期に生成されるブロックは材料内部の粒界付近に沿って生成されることが先行研究において確認されているため、間接的にこれらの粒界付近に生成されたブロックは比較的変態初期に生成されたものだと推測できる。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 4種類の試料のとある領域の硬さ分布
図2 10Ni鋼を1℃/sで冷却した試料の組織の硬さプロット
図3 10Ni鋼を1℃/sで冷却した試料の組織における低硬度で比較的粗大なブロック
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
参考文献 Seo Kwangil: 2023年度東京大学修士論文
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.
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