New development of the theory of martensitic transformation through three-dimensional analysis on lath martensite in steels

钢中板条马氏体三维分析马氏体相变理论新进展

• 批准号: 22K18910
• 负责人: 柴田 曉伸
• 金额: $ 3.99万
• 依托单位: National Institute for Materials Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18910/
• 关键词: マルテンサイト; 鉄鋼材料; 3次元解析; マルテンサイト; 鉄鋼材料; 3次元解析

本研究では，FIB-SEMシリアルセクショニングにより，変態メカニズムに直結した特徴であるラスマルテンサイトの形態3次元情報や晶癖面方位などの結晶学的特徴を詳細に解析し，その結果に基づいてマルテンサイト変態の新たな変態理論を確立することを目指している．本年度は，IF (interstitial free) 鋼，低炭素鋼 (Fe-0.2C) を用いた．FIB加工により～25μm × 25μm ×25μm程度のピラー形状試験片を作製し，FIB-SEMシリアルセクショニングを実施した．また薄膜試料をFIBにより作製し，TEM・STEM解析を行った．ラス3次元形態を解析したところ，従来ラス状と呼ばれていた最小組織単位のマルテンサイト晶は幅に対して厚さが著しく薄い板状の形態を呈しており，それぞれのマルテンサイト晶が複雑に入り組んでいる領域が存在することがわかった．晶癖面方位を二面トレース解析によって調べたところ，IF鋼では(5 7 5)A から(1 1 1)A近傍に分布しているのに対し，0.2C鋼ではマルテンサイト変態の現象論から予測される方位 (0.441 0.799 0.411)Aに近いことがわかった．TEM，STEMにより内部微視組織を観察した結果，IF鋼では湾曲しタングルした転位に加えて，転位セル組織が発達しており，一つのマルテンサイト晶内に最大5 °程度の方位差が存在していた．一方，0.2C鋼では転位セルがあまり発達していなかったが，焼入れままの状態でセメンタイトが析出していた．以上より，焼入れ後の内部微視組織は，変態後の冷却中に生じるオートテンパーの影響を大きく受けたものであることが明らかとなった．

在这项研究中，我们旨在彻底分析晶体学特征，例如板条马森特的三维信息，这些特征是与转化机制直接相关的特征，以及晶体学特征的方向，并基于结果，我们旨在建立一种新的Martensite Transformation的转换理论。今年，使用（间质的）钢和低碳钢（FE-0.2C）。通过FIB加工制备，温度约为25μmx25μmx25μm的柱状标本，并进行FIB-SEM串行切片。还使用FIB制备了薄膜样品，并进行了TEM/Stem分析。在分析三维形态时，发现先前称为板条形的马氏体晶体表现出类似板状的形态，相对于宽度，厚度极为薄，并且每个片状晶体都很复杂且复杂。使用两面痕量分析研究了晶体平面的方向，发现在钢中，它分布在（5 7 5）a到（1 1 1）a，而在0.2c钢中，它接近来自马丁环转化的现象学理论（0.441 0.799 0.411）。除了在钢中弯曲和纠结的位错外，还使用TEM和茎观察内部微观结构，开发了位错细胞结构，并且在单个Martensite晶体内有大约5°的方向差。另一方面，位错细胞在0.2C钢中的发展不是很开发，但是在仍淬灭时胶石。从上面可以揭示出淬灭后的内部微观结构受到转化后冷却过程中发生的自动化器的严重影响。