「TRIP鋼」の強度の秘密解明―自動車用鋼板の開発に新指針：日本原子力研究開発機構/J-PARCセンターほか
(2018年2月26日発表)
（国）日本原子力研究開発機構などの研究グループは2月26日、衝撃吸収性に優れているとして自動車用などに使われている先端鉄鋼材料「TRIP鋼」が高い強度を実現できる仕組みを解明したと発表した。外力がかかると材料内部の微細な組織構造に変化が生じ、強度が高まる様子を実験的に初めて明らかにした。自動車の軽量化と安全性をより高めるのに必要な新しい鉄鋼材料の開発に役立つという。
研究グループには、日本原子力研究開発機構のJ-PARCセンターのほか、兵庫県立大学、（一財）総合科学研究機構、京都大学の研究者が加わった。
TRIP鋼は「フェライト」と「残留オーステナイト」と呼ばれる二種類の結晶構造が複合した組織を持っている。このうち残留オーステナイトは外部から一定の力が加わると別の結晶構造「マルテンサイト」に変化、体積が膨張して伸びて強い強度を発揮すると推定されている。ただ、具体的にこの変化がどのように起きるのか、詳細は不明だった。
そこで研究グループは今回、世界最高水準の分解能を持つ中性子回折装置を利用、TRIP鋼に力を加えたとき、その内部にどのような変化が起きるかを詳しく調べた。実験では長さ5cmのTRIP鋼試験片を千切れるまで引っ張りながら、内部の原子の配置がどう変化するかを測定した。その結果をもとに、残留オーステナイトがマルテンサイトに変化していく様子を詳しく解析した。
その結果、力をかけるに従って残留オーステナイトの量が徐々に減り、マルテンサイトに変化していく様子が観察できた。さらに、この変化がTRIP鋼の強度にどれだけ寄与しているかを分析したところ、①変形初期にはフェライトより硬い残留オーステナイトの寄与が大きいが、変形が進むと徐々に残留オーステナイトが減って寄与は縮小する、②さらに変形が進むと高い強度を持つマルテンサイトが増えていき、TRIP鋼の強度への寄与が増大する、などが分かった。
今回の結果について、研究グループは「自動車用鋼板の開発指針となる。鉄鋼や自動車の産業で活用してほしい」と述べている。
