研究の背景

　我々は、原子間力顕微鏡（AFM）によるマルテンサイト組織の新しいキャラクタリゼーションを試みている。その最初として、450℃で焼戻したSCM440鋼（0.4%C-１%Cr-0.2%Mo）の電解研磨面をAFMで観察し、マルテンサイトの有効結晶粒であるブロックの映像化に成功した。しかし、電解研磨面上で全ての旧オーステナイト（γ）粒界の場所を特定することは困難であった。遅れ破壊の起点となる旧γ粒界上には、粗大な炭化物が析出しており、それらが粒界割れを助長すると言われている。
　そこで、新しいAFM観察法の開発を行い、旧γ粒界の場所を電解研磨面上で同定し、粒界割れと密接に関係する粒界炭化物を粒内と区別して、その数と大きさを定量的に解析することを可能にした。

電解研磨面と旧γ粒界エッチング面のAFM像の重ね合わせ

　開発したAFM観察の概略は、ビッカース圧痕を目印に、同じ場所において電解研磨面と旧γ粒界を選択腐食したピクリン酸水溶液エッチング面のAFM像を撮り、両者を重ね合せ、炭化物と旧γ粒界を同視野で観察できるようにしたことである。図１は電解研磨面とエッチング面の重ね合わせ像である。電解研磨面のAFM像はそのまま用いたが、エッチング面には２値化の画像処理を行い、粒内情報を削除した。炭化物は凸状に存在するので、白い斑点として判別できる。また、白黒のコントラストで識別できる帯状の領域がブロックに相当する。これを基に、電解研磨面上において旧γ粒界上の炭化物を識別することが可能になった。

粒界炭化物分布の定量評価

　図２は重ね合わせ法で特定できた旧γ粒界を含む高倊率のAFM像である。旧γ粒界に加え、典型的なパケットとブロック境界上の炭化物を緑色でマーキングしている。炭化物が母地より立ち上がっている急峻な輪郭を、粒子解析プログラムを用いて認識しているために、サイズに関係なく全ての粒子を識別することができる。粒内では6%しか炭化物に覆われていないのに対して、旧γ粒界上では50%も炭化物に覆われていることがわかった。また、粒内炭化物の9割は長さ100nm以下であるのに対して、旧γ粒界上では長さ100nm以上の炭化物が3割近くもあった。粒界上の炭化物寸法が粒内より大きいことを定量的に示すことができた。今後は、遅れ破壊に優れるマルテンサイト組織の解析も進め、その理想組織像を明らかにしていく。

4．センター便り

共同研究を開始します

　かねてフロンティア企画調整委員のご協力を得て検討を進めてまいりました共同研究の推進方案がまとまり、このたび共同研究を開始する運びとなりましたので、概要をご紹介します。 共同研究を実施することの主たる目的は、超鉄鋼の研究成果をできる限り早く実用化に結びつけること、および、超鉄鋼研究の過程で蓄積されてきました知見、設備などを我が国の鉄鋼材料研究に活用することにあります。共同研究の３原則として、

　　① 超鉄鋼研究を推進するもの。
　　② 機構の共同研究規程に従った運用。
　　③ 共同研究終了後は、成果を公開。

を掲げ、共同研究のルールや運用方法については、委員各位から頂きましたご意見を可能な限り反映するよう機構の担当部課と検討を重ね、機構の共同研究規程の範囲内でさらにSTXとしてのしばりを入れました。特に留意した点は、共同研究の事務手続きはできるだけ簡略化して相互の負担を軽減することや、運用に係わるルール化は最小限に止め個別協議の余地を十分に残すようにしたことです。また、今回の共同研究制度で従来と大きく異なる点の一つは、費用のやりとりが可能になることですが、応分負担の形態には、研究費の他に民間の大型設備運転費や人件費など多様な形態があることに留意することも重要と考えています。
　共同研究成立までのプロセスを、STX発案型と民間企業、大学発案型の２つのケースについて図に示します。構造材料研究センター長と主幹研究員の計４吊で構成するSTX総括WGが、提案のあった共同研究をやるかどうかを決定するとともに、共同研究運用（プロジェクト管理、情報管理、研究管理、研究者管理など）についても責任を負います。詳細につきましては、フロンティア企画調整委員、各分科会委員、客員研究員などにお送りした「共同研究の基本的考え方《（ホームページ：http://www.nims.go.jp/stx-21/）をご覧下さい。
　民間企業、大学発案型の共同研究提案は既に受付けていますが、STX発案型の共同研究提案は、来年４月からスタートする次期プロジェクトの実行計画が整う来年１月以降とさせて頂きます。
＜共同研究受付窓口＞
　共同研究に関する問い合わせや共同研究提案資料は、STX総括WGの入江宏定あるいは関係する研究者が随時受付けます。