Preface to the Special Issue “Heterogeneous Deformation Microstructure and Related Mechanical Properties”

構造物の軽量化や安全性確保の観点から，それを構成する鉄鋼材料の高強度化のニーズは近年ますます増大している。とくに自動車用の薄鋼板の分野では，高張力鋼（ハイテン）の使用率が車種によっては50%以上に達しており，その強度レベルも上昇し続けている。最近ではボディの部材において引張強さが1.5 GPaを超え，2 GPaに迫ろうとする超高強度鋼板も適用されつつある。そのような高強度鋼板における加工性や製品化された後の変形・破壊挙動を制御するには，材料の組織と変形挙動との関係の明確化が不可欠であることは言うまでもない。しかし高強度鋼に適用されるマルテンサイトやベイナイトなどの強化組織はラスやブロックからなる階層的な構造を有しており，それに起因した特異な不均一変形が生じる。そのため現象の理解は容易ではない。また，その不均一変形は鋼の降伏挙動や加工硬化挙動に強く影響し，結果的に強度-伸びバランスや疲労特性にも強く影響してくるため製品の性能にも直結する。さらに，そのような高強度鋼組織に意図的に導入される残留オーステナイトは，変形時に加工誘起マルテンサイト変態を生じることで鋼の加工硬化性を高め，いわゆるTRIP（Transformation-induced plasticity）効果によって大きな均一伸びをもたらすが，不均一変形挙動を助長し，現象をさらに複雑にしている。第3世代先進鉄鋼材料（3rd Generation Advanced High Strength Steel: 3rd Gen. AHSS）として知られる中Mn鋼では，残留オーステナイトを多量に含み，その加工誘起変態と関係して降伏時に10%以上の巨大なリューダース伸びを生じる鋼種もある。これは古くから知られている炭素鋼の降伏点降下およびリューダース変形発現機構の理解のみでは説明できない現象であるように思われる。

高強度鋼における上記のような複雑な不均一変形挙動については，従来の手法では解析困難な場合もあったが，最近ではSEM-EBSDの解像度や解析手法が著しく向上し，高分解能TEM，中性子その場解析，ナノスケールDIC（デジタルイメージ相関法）など様々な新しい解析技術も利用できるようになった。さらにはMD（分子動力学法）やCPFEM（結晶塑性有限要素法）などの計算工学的手法も大きく発展し，これまでは未知であった現象が明らかになりつつある。そのような背景の中，種々の実験・計算の技術を持った研究者が集い，最近の高強度鋼の不均一変形挙動の解明に取り組もうとしたのが，令和元年に発足した日本鉄鋼協会研究会「不均一変形組織と力学特性」であった。本研究会では，所属委員の意見を集約し，上記の背景における最新のトピックとして「マルテンサイト鋼」「中Mn鋼」「降伏・リューダース変形」の3つのテーマを提案し，それぞれの課題についてリーダーを据えてグループ単位で研究活動を行った。そして鉄鋼協会講演大会で5回の討論会またはシンポジウムを開催するなど多くの成果を得るに至っている。今回の鉄と鋼特集号「不均一変形組織と力学特性」では，それらの成果をまとめることを主な目的とするが，同時に鋼の不均一変形に関するその他の分野からも広く投稿を募った。その結果24報もの論文が集まり，本分野における国内の主要研究者の研究内容を幅広く知ることができる特集号となった。初学者はもちろん鉄鋼材料の組織と機械的性質に関わる多くの読者にご拝読いただき，鋼の不均一変形に関する今後の研究展開についてご意見を頂戴したい。

最後に，本特集号の執筆依頼をご快諾頂いた著者の皆様に対して，そして本特集号企画の実施に関してご尽力いただいた日本鉄鋼協会と編集委員会の皆様に対して心より厚く感謝申し上げる。