【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.05.17】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23TU0144
利用課題名 / Title
鉄合金の粒界偏析
利用した実施機関 / Support Institute
東北大学 / Tohoku Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マテリアルの高度循環のための技術/Advanced materials recycling technologies（副 / Sub）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed
キーワード / Keywords
粒界偏析,電子顕微鏡/ Electronic microscope,集束イオンビーム/ Focused ion beam
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
大森 俊洋
所属名 / Affiliation
東北大学 大学院工学研究科金属フロンティア工学専攻
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
長迫実,竹中佳生
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
TU-504：超高分解能透過電子顕微鏡
TU-508：集束イオンビーム加工装置
TU-507：集束イオンビーム加工装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
鉄鋼材料では、結晶粒界に元素が偏析することで粒界強化や粒界脆化が起こり、また、析出物の優先的な生成サイトを左右することもある。そこで、本研究では、鉄鋼材料中の結晶粒界をSTEMにより観察することで、粒界偏析の有無を実験的に確認することを目的として行った。
実験 / Experimental
円柱状のFe-C-X合金インゴットを高周波誘導溶解で作製し、熱間圧延により板材とした。板材から小片を切り出し、γ単相域で溶体化熱処理して速やかに水冷した。光学顕微鏡でマルテンサイト組織を確認し、電子線後方散乱回折法(EBSD)により旧オーステナイト結晶粒組織を得て粒界方位差を決定した。集束イオンビーム（FIB）により大角粒界から試料を切り出し、超高分解能透過電子顕微鏡により結晶粒界を観察した。
結果と考察 / Results and Discussion
旧γ粒界の中で方位差30°以上の大角粒界を特定することができ、そこからFIBにより薄片試料を切り出すことができた（図を参照）。超高分解能透過電子顕微鏡により明視野像、高角環状暗視野(HAADF)像を得て結晶粒界の観察を実施した。さらに、EDSマッピングにより元素分析を行った。鉄における偏析係数の小さな元素では粒界偏析は確認されず、偏析係数の大きな元素では粒界偏析が確認され、認識される幅は数nm程度であった。透過電子顕微鏡の利用は結晶粒界の偏析を観察するのに有効な手法であることが分かった。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図 FIBでマイクロサンプリングした炭素鋼試料
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
特になし
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件