サブ課題E 高信頼性構造材料

責任者 国立研究開発法人産業技術総合研究所 関西センター 招聘研究員

香山 正憲

発電プラント、ビル・橋梁等の大型構造物、輸送車両等、社会基盤を支える金属系構造材料の特性改善への社会的要請は極めて大きい。金属材料の特性を支配する微細組織の構成要素(異相界面・粒界・転位・欠陥・不純物など)やそれらの間の相互作用を大規模第一原理計算により明らかにし、粗視化手法に連結することで、微細組織の構造・性質、形成過程を大規模Phase Field法で高精度にシミュレートする計算技術を確立する。これにより、強度や信頼性等の飛躍的向上と希少元素低減化の設計技術を確立する。

社会的・国家的意義

大型プラントや構造物、輸送車両機器等用に強度、靱性、加工性を併せ持つ素材開発必須

目標・期待される成果

鉄鋼材料の強度・信頼性の向上、希少元素低減化を実験との連携で可能とする

実施内容

第一原理計算と粗視化手法への連結法の確立(マルチスケール)
性能飛躍的向上と省資源化

「京」の実績とポスト「京」の必要性

「京」の実績

鉄鋼中の単一析出物の析出形態の計算

異相界面・粒界・転位・欠陥・不純物とそれらの相互作用を解明
ポスト「京」の必要性

有限温度下での析出物の集合体や微細組織の安定形態のマルチスケール計算

ミクロ・メゾからマクロな特性を解明

主な研究開発の内容と成果

実施体制

構造材料元素戦略研究拠点

情報統合型物質・材料開発イニシアティブ(MI2I)

革新的構造材料

業務参加者・協力者

業務参加者
産業技術総合研究所関西センターエネルギー・環境領域電池技術研究部門 香山正憲
産業技術総合研究所関西センターエネルギー・環境領域電池技術研究部門 田中真悟
産業技術総合研究所材料・化学領域機能材料コンピュテーショナルデザイン研究センター 石橋章司
産業技術総合研究所関西センターエネルギー・環境領域電池技術研究部門 徐卓
横浜国立大学大学院工学研究院 大野かおる
横浜国立大学大学院工学研究院 Swastibrata Bhattacharyya
横浜国立大学大学院工学研究院 新屋ひかる
東北大金研金属材料研究所 毛利哲夫
東北大学金属材料研究所生体材料学研究部門 市坪哲
東京大学大学院工学系研究科マテリアル工学専攻 Sankar Kumar Deb Nath
東北大金研金属材料研究所 澁田靖
協力者
大阪大学大学院基礎工学研究科 石井明男
日本原子力研究開発機構システム計算科学センター 板倉充洋
日鉄住金総研株式会社 潮田浩作
北海道大学大学院工学研究院 大野宗一
大阪大学大学院基礎工学研究科 尾方成信
東京大学物性研究所 尾崎泰助
岐阜大学工学部 小野頌太
新日鐵住金(株)技術開発本部 川上和人
大阪大学大学院基礎工学研究科 君塚肇
東北大学金属材料研究所計算材料学研究部門 久保百司
京都工芸繊維大学大学院工芸科学研究科 坂根慎治
物質・材料研究機構構造材料研究拠点計算構造材料設計グループ 佐原亮二
新日鐵住金(株) 先端技術研究所 基盤メタラジー研究部 澤田英明
京都工芸繊維大学大学院工芸科学研究科 高木知弘
京都大学大学院工学研究科 田中功
名古屋工業大学大学院工学研究科 田村友幸
日本原子力研究開発機構システム計算科学センター 山口正剛
物質・材料研究機構 構造材料研究拠点 構造材料基盤技術分野積層スマート材料グループ 譯田真人
大阪大学大学院基礎工学研究科 Wen-Tong Geng
産業技術総合研究所材料・化学領域機能材料コンピュテーショナルデザイン研究センター 石橋章司
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