日本鉄鋼協会第 176 回秋季講演大会シンポジウム
茨城県中性子利用研究会平成 30 年度第１回 iMATERIA 研究会「微細組織形成過程解析のための観察と予測技術」
金属材料の集合組織を利用した特性制御は鉄鋼を初めとする多くの金属材料の基盤技術である。制御過程において生じる塑性変形、再結晶、相変態などの現象を科学的に理解するためには、結晶方位について注目する必要がある。より詳細な理解には、局所挙動と全体平均挙動、理論計算と実験・観察など、多角的な視点からの議論が望まれる。
したがって、結晶方位およびその分布の評価、解析を含め、それに起因したミクロ組織現象の解析・解釈、さらにシミュレーションを用いた予測技術が材料開発の進展に期待されている。本シンポジウムでは結晶方位および集合組織をキーワードに測定、解析、シミュレーション、特性について討論する。

場

開催日：平成 30 年 9 月 19 日(水) 9:30-16:45
所：東北大学 川内キャンパス B 棟 2 階 B203 室
https://www.tohoku.ac.jp/japanese/profile/campus/01/kawauchi/areaa.html

共催：日本鉄鋼協会
鉄鋼のミクロ組織要素と特性の量子線解析研究会
多結晶材料の異方性の評価と予測技術フォーラム茨城県中性子利用研究会
中性子産業利用推進協議会
参加費：無料本シンポジウムのみに参加する場合，日本鉄鋼協会第176 回秋季講演大会への参加登録は不要です．（直接会場へお越し下さい）＜参加登録のご協力のお願い＞
講演資料を配布致しますが部数に限りがあります．予め参加登録を頂いた方には優先的に資料を配付いたしますので，事前登録にご協力下さい．
(1)お名前，(2)ご所属先，(3)ご連絡先(電話番号，E-mail address）をご記入の上，9 月 12 日(水)までに下記宛にご連絡下さい．
連絡先：茨城県中性子利用促進研究会 事務局 田中志穂
E-mail: tanaka@ibaraki-neutrons.jp
9:30～9:35
開会挨拶 佐藤成男（茨城大）
座長：富田俊郎（茨城県）
9:35～10:25
Keynote「Microstructural Studies of Steels Using Neutron Diffraction」
Sven C. Vogel（Los Alamos National Laboratory）
10:25～10:55
Invited「Texture simulation of a severely cold rolled low carbon steel
using polycrystal modeling」
髙城重宏 (Los Alamos National Laboratory / JFE Steel)
S.C. Vogel, C.N. Tomé (Los Alamos National Laboratory)
I.J. Beyerlein (University of California, Santa Barbara)

10:55～11:05
休 憩
座長：佐藤成男（茨城大）「Texture Development Accompanying Strain-Induced Martensitic
11:05～11:30
Transformation in Cold-Rolling of Co–Cr Alloys」
小貫祐介、佐藤成男、中川真惟子（茨城大）、山中謙太（東北大）
森真奈美（仙台高専）、星川晃範、石垣徹（茨城大）
千葉晶彦（東北大）
11:30～11:55「 Texture evolution modeling of Ni alloys by crystal plasticity
including twinning」
伊東正登（三菱マテリアル）
Christopher A. Schuh (Massachusetts Institute of Technology)
――

昼食

――

座長： 小貫祐介（茨城大）
13:10～13:30「J-PARC MLF パルス中性子ビームラインの産業利用の状況」
富田俊郎（茨城県）
13:30～13:55「鋼の変態集合組織とバリアント選択則」
富田俊郎（茨城県）
13:55～14:20「薄鋼鈑の拡散型変態における集合組織形成に及ぼす温度の影響」
田中泰明（新日鐵住金）
14:20～14:45「低炭素鋼のα-γ組織の 3 次元再構築と結晶学的解析」
畑顕吾（新日鐵住金）
14:45～14:55
休 憩
座長：井上博史（大阪府大）14:55～15:20「冷延鋼板の集合組織発達に及ぼすフェライト形成元素の影響」
早川康之（JFE スチール)
15:20～15:45「Fe-Si 鋼板の二次再結晶方位に及ぼす冷延圧下率の影響」
片岡隆史（新日鐵住金）
15:45～16:10「チタン合金の鍛造プロセスにおける局所集合組織領域の微細化技術」
伊藤良規（神戸製鋼所）、辻伸泰（京大）
16:10～16:35「FCC 金属の EBSD 法によるひずみ評価」
高山善匡（宇都宮大）
16:35～16:40「ICOTOM 19 の紹介」
高山善匡（宇都宮大）
16:40～16:45
閉会挨拶 富田俊郎（茨城県）【問い合わせ先】佐藤成男（茨城大学）：shigeo.sato.ar@vc.ibaraki.ac.jp

Microstructural Studies of Steels Using Neutron Diffraction

KeynoteSven C. Vogel
Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM 87545, U.S.A.
Neutrons readily penetrate a centimeter of iron and in conjunction with cm2-sized beam spots
provide bulk characterization capabilities, probing much larger volumes than electrons orX-rays and thus complementing these techniques. Consequently, neutrons play an importantrole in steel research and this presentation strives to highlight some accomplishments in thisfield at LANSCE. Texture analysis using time-of-flight neutron diffraction offers an efficient
way to measure the orientation distribution function. Some fundamental aspects of this method
will be discussed [2,1,3]. An excellent example for the opportunities offered especially by hightemperature in situ texture neutron texture measurements is the validation and calibration of
the Double Kurdjumov-Sachs orientation relationship, allowing to successfully predict texture
memory in phase transformation textures [4]. While most phase diagrams of iron with its main
alloying elements are well established, the crystal structure of the ε-phase in the Fe-Al phase
diagrams remained unknown for almost 100 years. Experimental difficulties such as preferredorientation and an unquenchable phase in conjunction with grain growth at the temperatures
where the phase is stable prevented other probes from solving the structure. It was determinedto be a Cu5Zn8-type brass structure using in situ high temperature neutron diffraction at theHIPPO beam line [5,6]. As an example of ex situ characterization, Taylor impact tests provide alarge range of plastic strains and effective deformation rates within the same sample. Using
microstructural characterization, e.g. texture, phase composition, and micro-strains, a neutron
diffraction scan along the axis of a gas-gun deformed steel sample produced by additive
manufacturing allowed to evaluate the deformation microstructure as a function of distancefrom the impact surface. This knowledge allowed then to identify a region where the maximum
weight fraction of ε-Fe was observed, which was subsequently characterized by electron
microscopy to study orientation relationships with the matrix, underlining the complementarityof bulk and surface techniques [7]. As an example of in situ deformation studies, the case ofadditively manufactured 304L stainless steel compared with wrought material will be discussed.
Crystallite size, crystallographic texture, dislocation density, and lattice strains were all
characterized to understand the differences in the macroscopic mechanical behavior. The AM
material’s initial dislocation density was about 10 times that of the wrought material, and theflow strength of both materials obeyed the Taylor equation, indicating that the AM material’s
increased yield strength was primarily due to greater dislocation density [8].
References:[1] Wenk, H. R., Lutterotti, L., & Vogel, S. C. (2010). Rietveld texture analysis from TOF neutron diffraction
data. Powder Diffraction, 25(3), 283-296.
[2] Matthies, S., Pehl, J., Wenk, H. R., Lutterotti, L., & Vogel, S. C. (2005). Quantitative texture analysis with
the HIPPO neutron TOF diffractometer. Journal of Applied Crystallography, 38(3), 462-475.
[3] Takajo, S., & Vogel, S. C. (2018). Determination of pole figure coverage for texture measurements withneutron time-of-flight diffractometers. Journal of Applied Crystallography, 51(3), 895-900.
[4] Tomida, T., Wakita, M., Yasuyama, M., Sugaya, S., Tomota, Y., & Vogel, S. C. (2013). Memory effects oftransformation textures in steel and its prediction by the double Kurdjumov–Sachs relation. Acta Materialia,
61(8), 2828-2839.
[5] Stein, F., Vogel, S. C., Eumann, M., & Palm, M. (2010). Determination of the crystal structure of the ɛ phasein the Fe–Al system by high-temperature neutron diffraction. Intermetallics, 18(1), 150-156.
[6] Vogel, S. C., Stein, F., & Palm, M. (2010). Investigation of the ε phase in the Fe–Al system byhigh-temperature neutron diffraction. Applied Physics A, 99(3), 607-611.
[7] Takajo, S., Brown, D. W., Clausen, B., Gray, G. T., Knapp, C. M., Martinez, D. T., ... & Vogel, S. C. (2018).
Spatially resolved texture and microstructure evolution of additively manufactured and gas gun deformed
304L stainless steel investigated by neutron diffraction and electron backscatter diffraction. Powder
Diffraction, 1-6.
[8] Brown, D. W., Adams, D. P., Balogh, L., Carpenter, J. S., Clausen, B., King, G., ... & Vogel, S. C. (2017). In
Situ Neutron Diffraction Study of the Influence of Microstructure on the Mechanical Response of AdditivelyManufactured 304L Stainless Steel. Metallurgical and Materials Transactions A, 48(12), 6055-6069.

【会場へのアクセス】
地下鉄東西線 川内駅（仙台駅から約 6 分）下車。
会場：東北大学

川内キャンパスB 棟（下図：A03）2 階 B203 室

B 棟 2 階 B203 室