ISSN0913-0020

The Japan Research and Development Center for Metals

一般財団法人

金属系材料研究開発センター

2012.6No.308

TODAY−研究開発プロジェクトを通じた産学官ネットワークと人材育成の強化−

最近の JRCM 最大の研究開発テーマである「鉄鋼材料の革新的高強度・高機能基盤研究開発」におきましては大学等の 35 の研究室と共同研究を実施してきました。平成 19 年度からの５カ年計画で進めてきた本プロジェクトが最終年度を迎えた今年１月 12 日、13 日に日本科学未来館において研究成果発表のシンポジウムを開催いたしました。
シンポジウムには、連日、350 名超の方々に参加いただき、成果報告 55 件、基調講演７件の発表に対し、活発な意見交換がなされました。
本プロジェクトは、高級鋼の接合技術、鋼中の水素挙動、超々臨界火力発電用耐熱材料、制御鍛造技術、内部起点疲労破壊予測等の幅広い分野で大きな成果を上げましたが、この直接的な成果に加え、鉄鋼技術分野での産学官の連携ネットワークの構築、人材育成に大きな貢献を行っています。
成果発表のシンポジウムの発表者の所属は、13 大学、11 企業、４国立研究所の多数であったことが象徴するように、本プロジェクトには非常に多くの大学研究者、公的研究機関研究者、企業研究者の密な連携が実現しました。
本研究開発の実施運営では、研究企画委員会、各 SG 会合、研究委員会を頻繁に開催し、また、各参画大学、研究所、企業の研究者が頻繁に会合し、さらに、各大学では、多くの若手教員、ポスドク、学生が、本プロジェクトに参画することにより、鉄鋼技術への関心を高めることができたことは、誠にすばらしいことであったと実感しています。
残念ながら、平成 24 年度は鉄鋼技術関係の大型研究開発の予定はありませんが、平成 25 年度以降の新規研究開発プロジェクトの立ち上げに全力を尽くしたいと希望しております。
今後とも、ものづくりの未来の創造への貢献、世界最高の R&D 企画力とマネジメント力で社会への貢献、環境・資源・エネルギー問題への率先した取り組みの企画提案に努めて参りますので、皆様方のご支援、ご鞭撻をお願い申し上げます。

一般財団法人

金属系材料研究開発センター

専務理事

小紫正樹

日ごろ、関係の皆様方には、誠にお世話になっており、厚く御礼申し上げます。
JRCM は 1985 年の設立以来 27 年間にわたり、多くの方々のご支援の下、鉄・非鉄材料分野の広範な研究開発に取り組んでまいりました。現在実施中の 9 テーマを含め、合計 56 テーマの R&D 関連活動を実施してきております。
設立当初の 1985 年頃は、材料研究の重要性が認識されはじめた頃であり、同時期に多くの素材技術の R&D を実施する公益法人が設立された時期でもありました。その後、1990 年頃から NEDO からの受託研究開発が開始され、また、2000 年頃からは地域コンソーシアム事業等の産学官連携型や人材育成プロジェクトにも力を入れております。
最近の JRCM の R&D プロジェクトの特徴は、すべてが企画競争型となっていることです。企画競争型のプロジェクトにおきましては、通常、他の多くの応募者との厳格な競争を行った上で、その提案の優秀性が認められて初めてプロジェクトが成立いたします。R&D プロジェクト組成に当たってはより質の高い企画力、研究開発マネジメント力が求められるようになっております。さらに、昨今の世界的な資源の高騰やレアメタル問題のように、世界の動きが急であり、それに合わせたフットワー
クの良い R&D 企画・提案を行うことが重要になって来ております。JRCM が付加価値として高い機能を果たせるかどうかで、その存在意義が問われる時代になったと思っております。

1

JRCM REPORT「鉄鋼材料の革新的高強度・高機能化基盤研究開発」プロジェクトの研究成果概要
内部起点疲労破壊サブグループ（SG）
鉄鋼材料研究部 主席研究員 吉田 周平［目標］
高強度鍛造材の転動疲労き裂発生・伝播機構の解明と寿命予測式の構築のため、①材料力学と材料因子の両方を考慮した世界初の転動疲労の寿命予測式構築、②目標寿命に対する非金属介在物サイズの臨界値、および③限界き裂長さに及ぼす非金属介在物と応力の影響を明確化する。

１．はじめにNEDO「鉄鋼材料の革新的高強度・高機能化基盤研究開発」プロジェクトは、多大なる成果を残し平成 24 年2 月で終了した。本報では、前月度に引き続き内部起点
疲労破壊 SG について、その成果の概要を報告する。
（JRCM NEWS 305,306,307 号参照）
２．研究目標および成果概要䛆⥴ゝ䛇㌿ື⑂ປ䜔ไᚚ㘫㐀㒊䛻䛚䛔䛶䚸ᦆയ㡿ᇦ䛻ኚᙧ໙㓄䜢⏕䛨䜛䛣䛸䛛䜙䚸ᒁᡤⓗ䛺⑂ປᦆയ䛜◚ቯཎᅉ䜢୚䛘䜛䚹䛧䛛䛧䛺䛜䜙䚸㍈ཷ㗰䛻௦⾲䛥䜜䜛䝬䝹䝔䞁䝃䜲䝖㗰䛾㌿ື⑂ປᶵᵓ䛿୙᫂䛺Ⅼ䛜ከ䛟䚸䜘䜚⢭⦓䛺ᑑ࿨ண 䛻䜘䜛㧗ᙉᗘ໬䞉㛗ᑑ࿨໬䜢ᅗ䜛䛻ᙜ䛯䜚䚸㌿ື⑂ປ◚ቯ⌧㇟䛾⌮ゎ䛜୙ྍḞ䛷䛒䜛䚹ᮏ◊✲䛷䛿䚸ேᕤḞ㝗䜢ᑟධ䛧䛯SCM420H䝬䝹䝔䞁䝃䜲䝖㗰䜢䝰䝕䝹ᮦ䛻⏝䛔䛶㌿ື⑂ປ䛻䜘䜛ᦆയ䛸䛝⿣ᙧᡂ䛾㟁Ꮚ⥺ᚋ᪉ᩓ஘ᅇᢡ䠄EBSD䠅ἲ䛻䜘䜛ゎᯒ䜢⾜䛔䚸⏺㠃䛷⏕䛨䜛ኚᙧ໙㓄䠄ᒁᡤⓗ⑂ປᦆയ䠅䛾ྍど໬䛸䚸ึᮇ䛝⿣࿘䜚䛾⤌⧊ኚ໬䛻䛴䛔䛶ሗ࿌䛩䜛䚹ேཱྀḞ㝗䠖I75Pm, 250Pm῝䛥 ㌿ືయ
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図1JRCM NEWS No.308

高強度鋼の局所的疲労損傷評価技術の確立 *2

［成果］（１）介在物形態の 3 次元解析、疲労素過程の実験的検討とシミュレーション技術を組み合わせ、介在物まわりの応力状況とその転動疲労メカニズムのモデル化を行った。酸化物系介在物、TiN 系介在物、MnS で転動疲労損傷過程が異なり、ヤング率およびマトリクス／介在物界面の密着状態がき裂発生に大きく影響することを明らかにした。（図 1 〜５）ᴫせ㕲㗰ᮦᩱ䛾ෆ㒊ᵓ㐀䜢୕ḟඖ䛷ほᐹྍ⬟䛺䝅䝇䝔䝮䛾㛤Ⓨ䛸ྲྀᚓ䛧䛯⏬ീ䝕䞊䝍䜢⏝䛔䛶ᙧ≧≉ᚩ䜢ᐃ㔞ⓗ䛻ホ౯ྍ⬟䛺䝕䞊䝍䝧䞊䝇ᵓ⠏䛻ྲྀ䜚⤌䜣䛰䚹㏲ḟ᩿㠃ほᐹἲ䜢⏝䛔䛯㍈ཷ⥘䝃䞁䝥䝹䛾ほᐹ䛛䜙䚸㍈ཷ㗰ෆ䛻ศᕸ䛩䜛ᩘ༑ȝm⛬ᗘ䛾௓ᅾ≀䡠1ȝm⛬ᗘ䛾䛝⿣䛾ほᐹ䛻ᡂຌ䛧䛯䡝୕ḟඖෆ㒊ᵓ㐀ほᐹ䝅䝇䝔䝮䛾㛤Ⓨ䝅䝇䝔䝮ືసほᐹ䝅䝇䝔䝮Elliptical vibration

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高強度鋼のき裂形態 3 次元観察・介在物組織評価技術の確立 *3JRCM NEWS No.308

（２）種々の介在物を対象とする転動疲労試験データを取得して、転動疲労メカニズムに基づいた寿命予測式の提案を得た。すなわち、寿命は Paris 則（da/dN = C( Δ K II )m, C, m：定数）に従う区間が大半を占め、この考え方に準じたパラメー
タ ( Δ K II ʼ) を定義し、Δ K II ʼ と寿命との関係データから工業的に重要となる寿命下限線を取得した。（図６）䐟ึ䜑䛻 䠉☢ሙ䛻䜘䜛㠀◚ቯ᳨ᰝ䠉☢ሙ䜢฼⏝䛧䛯㠀◚ቯホ౯᪉ἲ䛿䠈ඃ䜜䛯☢Ẽ≉ᛶ䜢ᣢ䛴䝉䞁䝃ᮦᩱ䛾㛤Ⓨ䠈䝉䞁䝃䛾ᑠᆺ໬䛻క䛔䠈䝃䝤䝭䝸䝯䞊䝖䝹䝃䜲䝈䛾Ḟ㝗᳨ฟ䛜ྍ⬟䛷䛒䜚䠈⢭ᗘ䛾ྥୖ䛜ⴭ䛧䛔䠊䛣䛾䛯䜑䠈㏫☢ṍຠᯝ䠈ᛂຊㄏ㉳ኚែ䛻䜘䜛☢ሙኚ໬䜢฼⏝䛧䛯ᦆയ㈇Ⲵ䜔ᛂຊᒚṔ䛾 ᐃᢏ⾡䜈㐺ᛂ䛜᳨ウ䛥䜜䛶䛔䜛䠊䛣䛾䜘䛖䛻㨩ຊⓗ䛺᪂ᢏ⾡䛸䛧䛶ᮇᚅ䛥䜜䛶䛔䜛䛯䜑䠈 ᮏ◊✲䛷䛿䠈Ḟ㝗䜔䛝⿣䛾᳨ฟ䛻㐺䛧䛯☢ሙ㢧ᚤ㙾䜢㛤Ⓨ䛧䠈Ḟ㝗࿘㎶䛾☢ሙ䜔䛝⿣㐍ᒎ䛻క䛖☢ሙኚ໬䜢ほᐹ䜢⾜䛖䛣䛸䛷䠈☢
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高強度鋼の初期き裂進展状況評価技術確立と影響因子の明確化− 1*JRCM NEWS No.308

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[mT]

３．結言
本プロジェクトは、世界に先駆けて、鋼構造部材やプラント部材等の高機能化を達成する基盤技術を構築するとともにその実用化を目指したものであり、その目標を十分達成することができた。ここで創出・確立された革新的な基盤技術は、我が国製造業の国際競争力向上のみならず、CO2 削減など地球環境問題の解決やより高度な省エネルギーと安全安心を両立する社会の構築に貢献できると考える。本プロジェクトの推進に携わった全ての産学官関係者の英知と努力に感謝申し上げる。

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高強度鋼の初期き裂進展状況評価技術確立と影響因子の明確化− 2*JRCM NEWS No.308

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寿命評価下限線＊図 1~6 には第 2 回成果報告シンポジウム展示ポスターを掲載した。NEDO の提供に謝意を表する。

The Japan Research and Development Center for Metals

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発行人
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2012 年 6 月 1 日
小紫 正樹
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