愛知工業大学 工学部 機械学科 材料工学研究室 (小川研究室)

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当研究室では、すべての製品の源である「材料」について研究しています。その中でも金属材料、特に鉄鋼材料の研究に力を入れています。

世の中で使用されている材料のうち、約半分が金属材料です。さらに、世の中で使用されている金属材料のうち、95%以上が鉄鋼材料です。つまり、鉄鋼材料の性能を少しでも向上させることができれば、その社会貢献度の大きさは言うまでもありません。

当研究室の研究内容を大別すると、主に以下の3つになります。

(1) 自動車用鉄鋼材料の開発

　現在の自動車産業では、燃費向上のための車体軽量化と衝突安全性能を両立させるため、自動車車体に使用される鉄鋼材料の高強度化が年々進んでいます。一方で、高強度化に伴う成形性の低下が懸念されているため、高強度化と高延性化の両立が求められています。一般的に、鉄鋼材料の強度と延性はトレードオフの関係にあるため、相反する特性を両立させなければなりません。

　この課題に対し、当研究室では独自の視点から材料開発に挑んでいます。当研究室における材料開発のモットーは「低合金かつ簡易なプロセスでの作り込み」です。何か新しいものを生み出そうとすると、どうしても「足し算」で考えがちですが、「引き算」の徹底追及により材料開発の新しい可能性を見出したいと考えています。

関連論文

• T. Ogawa, Y. Suzuki, Y. Adachi, A. Yamaguchi, Y. Matsubara, Effect of cold-rolling directions on recrystallization texture evolution of pure iron, Materials, 15 (2022) 3083.
• T. Ogawa, H. Dannoshita, Y. Adachi, Evaluation of tensile properties of ferrite single-phase low-carbon steel with different initial microstructures, AIMS Mater. Sci., 6 (2019) 798-805.

(2) 鉄鋼材料における新たな材料組織制御指針の確立

　鉄鋼材料の材料特性は、その微細構造 = 「材料組織」に大きく依存します。鉄鋼材料の材料組織は、再結晶・析出・相変態といった現象を適切に活用することで作り込みます。鉄鋼材料の材料組織制御に関する研究は、これまでにさまざまな観点から多数の研究が行われてきているため、従来にはない特徴的な材料組織を作り込むことは容易ではありません。

　当研究室では、特に「再結晶」と呼ばれる現象に着目し、再結晶メタラジーの徹底追及により材料組織制御の新たな可能性の探索に挑んでいます。相変態を主軸とした材料組織制御が現代では主流ですが、再結晶が秘めている可能性はまだまだ十分にあると考えています。

関連論文

• K. Horiuchi, T. Ogawa, Z. Wang, Y. Adachi, Three-dimensional analysis of ferrite grains recrystallized in low-carbon steel during annealing, Materials, 14 (2021) 4154.
• S. Sugiyama, T. Ogawa, L. He, Z. Wang, Y. Adachi, Quantitative analysis of the recovery process in pure iron using X-ray diffraction line profile analysis, Materials, 14 (2021) 895.
• T. Matsui, T. Ogawa, Y. Adachi, Relationship between three-dimensional microstructure and Avrami exponent for recrystallization in pure iron, Results in Materials, 1 (2019) 100002.
• T. Ogawa, H. Dannoshita, K. Maruoka, K. Ushioda, Microstructural evolution during cold rolling and subsequent annealing in low-carbon steel with different initial microstructures, J. Mater. Eng. Perform., 26 (2017) 3821-3830.
• T. Ogawa, K. Sato, H. Dannoshita, K. Maruoka, K. Ushioda, Role of Nb on microstructural evolution during intercritical annealing in low-carbon steels, ISIJ Int., 56 (2016) 2290-2297.

(3) 金属材料の腐食・脆性破壊挙動解析

　材料は「作り方」だけではなく「使い方」も重要です。どんなに緻密に材料を製造したとしても、腐食や金属疲労によって予期せぬ材料損傷が生じる場合もあります。したがって、使う「材料」と使われる「環境」の適切な組み合わせを考える必要があります。

　当研究室では、特定の環境下における金属材料の腐食・脆性破壊挙動を詳細に解析することで、材料の信頼性および安全性を向上させるための指針の確立を目指しています。人々が豊かな生活を送るためには、材料損傷に関する研究はなくてはならないものであり、地味ながらも極めて重要度の高い研究だと考えています。

関連論文

• T. Ogawa, H. Takada, K. Maruoka, Corrosion and mechanical degradation of Ni-Ti superelastic alloy in neutral fluoride solution, J. Mater. Eng. Perform., 27 (2018) 4010-4015.
• T. Ogawa, T. Oda, K. Maruoka, J. Sakai, Effect of aging at room temperature on hydrogen embrittlement behavior of Ni-Ti superelastic alloy immersed in acidic fluoride solution, Int. J. Mech. Mater. Eng., 10 (2015) 11.
• T. Ogawa, E. Yokozawa, T. Oda, K. Maruoka, J. Sakai, Hydrogen embrittlement behavior of Ni-Ti shape memory alloy with different microstructures in acidic fluoride solution, Int. J. Mech. Mater. Eng., 10 (2015) 12.