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Inosan's NOW! 井上忠信の所属が2011年4月1日より元素戦略材料センタ−に変わりました。NIMS前景

研究内容  計算科学と実験科学を結合した研究手法により,鉄鋼を中心とした金属材料のメゾ組織と機械的特性の相関性を解明し,同時にその特性を飛躍的に向上できる最適なメゾ組織構造を実現する塑性加工プロセスを確立することで,フェールセーフ機能を有した安心・安全な構造材料を開発するを目的にしています.材料創成では,小型試験片を用いた基礎研究で得られた組織と主要なプロセスパラメータの定量的関係を確立し,計算科学による仮想実験により,最適な組織構造を有する大型部材へ基礎研究成果を直接展開できる形質制御技術を確立します.また,機械的特性では,使用環境に即した適材適所の思想に基づき,不均質組織を積極的に活用することで,飛躍的な特性向上に繋げます.本研究を通して,発想から実用化までの時間と労力を飛躍的に短縮し,社会の要請に迅速に応えます.

 

圧延実験(スローにしています)

2011年12月 技術情報協会から『MATERIAL STAGE』が発行されました!

衝撃吸収マテリアルのトレンドの中で,”強靭性材料に関する研究 〜強くて壊れにくいフェールセーフ鋼を目指して〜”を紹介しています

2011年8月 アグネ技術センターから『金属』が発行されました!

 

☆超鉄鋼プロジェクト後の新しい展開が特集で組まれています☆

 

2011年1月5日 執筆,監修した書籍が技術評論社から発行されました!

 

 

 

 

2010年9月 Finite Element Analysis, edited by David MoratalがSCIYOから発刊されました!

フリーダウンロードサイトはこちら! Strain Variations on Rolling Condition in Accumulative Roll-Bonding by Finite Element Analysis by Tadanobu INOUE

 

☆2011年9月 超微細繊維状結晶粒鋼(フェールセーフ鋼)の静的破壊特性の研究成果です☆

研究課題:

Static fracture toughness of fail-safe steel

著者:
Tadanobu Inoue, Yuuji Kimura, Shojiro Ochiai
発表誌:
SCRIPTA MATERIALIA
巻号:
Vol.65, No.6, 2011, pp. 552-555
内容:

A 1800 MPa class steel with ultrafine elongated grain structures were fabricated by multi-pass caliber rolling and a static three-point bending test was conducted. The strength ? toughness balance of the developed steel was remarkably improved compared with conventionally quenched and tempered steel with a martensitic structure. The static fracture toughness of the developed steel was about 40 times higher than that of the conventional steel. The microstructural design that improves toughness in ultrahigh-strength steels is clarified.

☆2010年2月 微細粒鋼の破壊特性の研究成果の一つです☆

研究課題:

Delamination effect on impact properties of ultrafine-grained low carbon steel processed by warm caliber rolling

著者
Tadanobu Inoue, Fuxing Yin, Yuuji Kimura, Kaneaki Tsuzaki, Shojiro Ochiai
発表誌
METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE
巻号:
Vol.40, No.2, 2010, pp. 341-355
内容:

Bulk ultrafine-grained (UFG) low carbon steel bars were produced by caliber rolling, and the impact and tensile properties were investigated. Initial samples with two different microstructures, ferrite-pearlite and martensite (and/or bainite), were prepared and then caliber rolling was conducted at 500℃. The microstructures in the rolled bars consisted of an elongated UFG structure with a strong a-fiber texture. The rolled bar consisting of spheroidal cementite particles that distributed uniformly in the elongated ferrite matrix of transverse grain size of 0.8-1.0mm exhibited the best strength-ductility balance and impact properties. Although the yield strength in the rolled bar increased 2.4 times by grain refinement, the upper-shelf energy did not change, and its value was maintained from 100°C to -40°C. In the rolled bars, cracks during an impact test branched parallel to the longitudinal direction of the test samples as temperatures decreased. Delamination caused by such crack branching remarkably appeared near the ductile-to-brittle transition temperature. The effect of delamination on impact properties was associated with crack propagation on the basis of the microstructural features in the rolled bars. In conclusion, the strength-toughness balance is improved by refining crystal grains and controlling their shape and orientation; in addition, delamination effectively enhances the low-temperature toughness.

☆2009年8月 形質制御の考えをMgに展開しました☆

研究課題:

Hardness Variation and Strain Distribution in Magnesium Alloy AZ31 Processed by Multi-pass Caliber Rolling

著者
Tadanobu Inoue, Hidetoshi Somekawa, Toshiji Mukai
発表誌
ADVANCED ENGINEERING MATERIALS
巻号:
Vol.11, No.8, 2009, pp. 654-658
内容:

The evolution of microstructure and hardness with equivalent strain was studied in magnesium alloy AZ31 bars fabricated using a process of multi-pass caliber rolling based on multidirectional deformation at warm working temperatures. The strain imposed was predicted by three-dimensional finite element simulation. The microstructure was observed using the electron back-scattered diffraction method. The strain predicted is larger than strain calculated simply from shape change of rolled bar and had a distribution with a maximum around corners in rolled bars.? The inhomogeneity of hardness throughout the cross section in the rolled bars was very similar to that of the strain predicted from the simulation. The caliber rolling produced a fine-grain structure below 2.5 mm in a bulk sample with a length of over 1000 mm. Caliber rolling can be applied as a new processing method for obtaining bulk ultrafine-grained magnesium.

☆2009年8月 ARBで素材内に蓄積するひずみ定量化への第一歩です☆

研究課題:

Quantification of strain in accumulative roll-bonding under unlubricated condition by finite element analysis

著者
Tadanobu Inoue, Nobuhiro Tsuji
発表誌
Computational Materials Science
巻号:
Vol.46, No.1, 2009, pp. 261-266
内容:

The each strain component and equivalent strain in rolled materials were quantified using finite element analysis (FEA) that takes the deformation history into account. FE simulations were carried out considering stress-strain relations that depend on strain rate and friction between rolls and sheet. Rolling condition of accumulative roll-bonding (ARB) where introduction of a very large shear strain in the surface layer of rolled sheet had been verified through the embedded-pin method was employed in FEA. The histories of total shear strain, total strain in rolling direction, and equivalent strain during rolling were studied, and the magnitude and distribution of each of them through sheet thickness after rolling were shown. The problems associated with the experimental determination from an embedded-pin method were clarified through the present analysis. The equivalent strain at the surface in the 1100 Al processed by one ARB cycle without lubricant corresponded to the equivalent strain in the material processed by five ARB cycles with lubricant. These quantitative strain analyses would be useful for analyzing the evolution of microstructures in the ARB process as well as the conventional rolling deformation under high friction conditions.

☆科学研究費補助金(基盤研究B)☆

研究課題:

結晶粒の形態と方位を制御した高強度高靭性鋼の破壊挙動解明

期間

H23(2011).4〜H26(2014).3

内容:

本研究では,新しい着想に基づいて開発した800MPa級および1800MPa級の壊れにくい高強度鋼を創製し(@材料創製),-197℃から室温の温度範囲における静的なき裂感受性試験(A特性試験)と数値解析(B有限要素シミュレーション)を通じ,き裂の発生条件,およびその後の進展という破壊挙動と組織(C組織解析)の関係を明確にし,破壊のメカニズム解明とともに,さらなる特性向上に向けた最適な組織設計指針を提示(Dまとめ)することを目的にする.

対象材料

低炭素鋼,中炭素鋼

☆新学術領域研究(研究領域提案型) バルクナノメタル

研究課題:

バルクナノメタル創製の計算機・物理シミュレーション

A02エ班研究代表者:柳本潤(東大),分担者:井上忠信(NIMS),土田紀之(兵庫県立大),柳田明(横浜国大)

期間

H22(2010).4〜H27(2015).3

内容:

本研究では,相変態を含む加工・熱処理プロセスによるバルクナノメタルの超微細粒組織形成を,計算機シミュレーション及び加工熱処理再現試験装置などを駆使した物理シミュレーションによって解明する.出口として,「多様なプロセスによるバルクナノメタルの製造手法の確立」を目指す

☆科学研究費補助金(基盤研究B)☆

研究課題:

加工ひずみ制御による微細粒組織創成の定量的予測技術の構築

期間

H21(2008).4〜H23(2010).3→実績報告はこちらへ

内容:

本研究の目的は,計算科学と実験科学を結合した研究手法により,加工の進行に伴うひずみの蓄積とその空間分布による組織の変化を定量的に明らかにし,微細粒組織形成の予測技術を構築することである.

対象材料

低炭素鋼,純アルミニウム

電子材料・実装技術における 熱応力の解析・制御とトラブル対策 情報技術協会より2006年1月に出版された標記の本の一部を執筆しています
第5章第5節 異種金属材料の接合

内容:
本節では、異種材料接合体における熱応力場を理論的な観点から検討し、応力特異性のオーダーの種類と乗ぜられる強さの特徴を示し、熱応力特異性の低減・消失条件を紹介する。その後、熱応力特異性を数値解析で行う場合の問題点について記述する。

 

プレス発表 研究成果をプレス発表しました。
井上は数値解析を駆使し、表面から内部まで、直径1μm以下の超微細粒鋼でできた35mm厚の鋼板の作成に成功しました。今回の試作では,スクラップを原料とした連続鋳造 材(王子製鉄社製)を使用し,数値解析で最適化された精緻な加工を 実現するために,日本製鋼所室蘭製作所に加工を委託しました。今後、造船、土木、建築などへの応用が期待できます。
【35mm厚超微細粒鋼板に関する記事一覧】←クリック!
2004/5/26 日刊工業新聞
2004/5/26 化学工業新聞
2004/5/28 鉄鋼新聞
2004/6/2 産業新聞
2004/6/15 常陽新聞
2004/6/16 日経産業新聞
2004/9/21 橋梁新聞
2005/1/13 鉄鋼新聞
【その他】
□2006/4/7 北海道新聞


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