鉄鋼材料を新しくデザインする

摘要

実際に産業に使われている鉄鋼材料には,「変形しにくさ（高こうじんせい強度）」,「成形しやすさ（高延性）」,「こわれにくさ（高靭性）」などの特性を上げるために,さまざまな元素が添加されています。添加される元素の多くは,モリブデンやニッケルといったレアメタルです。鉄鋼業のレアメタルの使用量は多く,日本での総消費量の大部分を占めています。そのため,鉄鋼業でレアメタルの使用量を削減する意味は大きく,少しの削減でほかの産業一つ分くらい,消費量をおさえることにつながります。元素戦略を考えた鉄鋼材料の開発は,鉄鋼に添加する合金元素の存在状態や機能を理解して,レアメタルなどの元素の有効利用を考えることが重要です。私たちはとくに,ホウ素,炭素，窒素などの「軽元素」に注目しました。軽元素は，資源として豊富で,ほかの重元素などと相互作用することで，鉄鋼の力学特性を大きく変化させます。鉄鋼に含まれる複数の元素がたがいにどのように影響しあっているのかを，最先端の解析技術や，計算材料科学を駆使して調べ,構造と力学特性との関係を解明したいと思っています。それによつて,可能なかぎりレアメタルを使わずに，鉄鋼材料の高強度化，高延性化，高靭性化設計のための原理の確立をめざしています。