課題番号 ：S-16-MS-1073
利用形態 ：機器利用
利用課題名（日本語） ：マイクロ材料試験片加工
Program Title (English) ：Manufacturing of micrometer-sized specimen
利用者名（日本語） ：岸　大地1), 山本絢子1),高島和希2)
Username (English) ：D. Kishi1), A. Yamamoto1), K. Takashima2)
所属名（日本語） ：1) 熊本大学大学院自然科学研究科, 2) 熊本大学大学院先端科学研究部
Affiliation (English) ：1) Graduate School of Science and Technology, Kumamoto University
2) Faculty of Advanced Science and Technology, Kumamoto University

１．概要（Summary ）
鋼の高強度化において重要な組織であるラスマルテンサイトは、パケット、ブロック、サブブロック、ラスといった微細な階層的組織から構成されており、力学特性における構成組織要素の役割は十分に理解されていない。また、準安定オーステナイト鋼においても、変形により誘起されるマルテンサイトの役割が明らかにされていない。そこで、マルテンサイトの強度に影響を及ぼす組織因子を明らかにするため、炭素鋼ならびに準安定オーステナイト鋼から微小試験片を切り出し、ラスマルテンサイトのマイクロ引張挙動を調査した。本プログラムでは、マイクロ引張試験に供する試験片の作製を行った。

２．実験（Experimental）
供試材として炭素鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼およびオーステナイト系ステンレス鋼を用いた。各鋼において電子線後方散乱回折解析により結晶方位を同定した。集束イオンビーム加工装置（JEOL JEM-9310FIB(P)）を用いて平行部の寸法50 × 20 × 20 m3の微小引張試験片を作製した。引張試験は、自作のマイクロスケール引張試験機を用いて、室温、大気中にて行った。

３．結果と考察（Results and Discussion）
階層的微細構造を有する低炭素、低合金鋼ラスマルテンサイトについて塑性異方性を生み出す因子ならびにマルテンサイト強度発現におけるブロック及びサブブロック境界の寄与を調べるため、単一ブロックの中から作製した晶癖面方位の異なる引張試験片を用いてマイクロ引張試験を行った。その結果、ブロック境界を含まない単一ブロック構造体においても降伏挙動の晶癖面方位依存性が見られ、塑性異方性はブロック以下の構成下部組織に起因していることを明らかにした。また、上記の因子を取り込んだ結晶塑性有限要素法を適用することでブロック境界がラスマルテンサイトの強化に主として寄与することを見いだした。マルテンサイト系ステンレス鋼およびオーステナイト系ステンレス鋼で形成される変形誘起マルテンサイトについても、同様な傾向が確認された。

４．その他・特記事項（Others）
本研究の一部は物質・材料研究機構微細構造解析プラットフォーム平成28年熊本地震支援を受けて実施された。また、本研究は、科学研究費補助金基盤研究（A）15H02302および挑戦的萌芽研究16K14423の一環として行われた。

５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
(1) 堀田伸明，峯　洋二，高島和希，堀田善治，日本鉄鋼協会第172回秋季講演大会，平成28年9月21日
(2) 松村卓哉，峯　洋二，高島和希，日本金属学会2017年春期講演大会，平成29年3月15日
(3) 古賀裕也，峯　洋二，高島和希，森戸茂一，日本鉄鋼協会2017春季講演大会, 平成29年3月16日
(4) 安藤悠馬，川島賢士，峯　洋二，高島和希，日本鉄鋼協会2017春季講演大会, 平成29年3月16日

６．関連特許（Patent）
なし