本研究の目的は、強ひずみ加工により創製された超微細粒オーステナイトのマルテンサイト変態挙動を明らかにすることである。提案者らが考案したARBなどの強ひずみ加工法により、金属材料の結晶粒径を１μm以下にまで超微細化することが可能となっている。超微細粒材料・ナノ結晶材料は、単位体積中に含まれる粒界の割合が非常に多く、そのことが材料の特性を大きく左右する。またこうした高い粒界密度は、超微細粒組織を有する母相からの相変態・析出に大きな影響を与え、超微細粒母相は従来知られていない相変態・析出挙動を示す可能性が高い。しかるに、歴史の浅い超微細粒材研究分野においては、依然として多くの研究は、いかにして超微細粒組織を得るかと、超微細粒材の特性を明らかにすることにとどまっている。本研究はこうした状況下、超微細粒組織からの相変態挙動を他に先駆け明らかにしようとするものである。その第一歩として、相変態を低温で起こすことができ、また現象論などの理論的背景が明確なマルテンサイト変態を題材として取り上げ、超微細粒オーステナイトからのマルテンサイト変態について、変態温度や生じるマルテンサイトの形態など組織・結晶学的特徴、さらには生じるマルテンサイトの力学特性を明らかにする。

相当ひずみ４以上の強ひずみ加工により、平均結晶粒径１μm以下の超微細粒組織が形成されることが明らかとなっている。また、鉄鋼材料の場合には比較的低温での大圧下後の相変態を含む加工熱処理により、やはり超微細粒組織が得られる。このように大加工・強ひずみ加工は、組織超微細化によるバルク構造用金属材料の先進材料化における最も重要なプロセスである。しかるに、金属材料の強ひずみ加工に伴う組織の発達過程は十分明らかにされていない。本研究は、研究提案者が開発した強ひずみ加工法であるARB（Accumulative Roll-Bonding；繰り返し重ね接合圧延）により種々の構造用金属材料を強ひずみ加工し、それに伴う超微細組織の発達過程を組織学的・結晶学的に定量的に明らかにするとともに、そうした組織パラメーターと材料の機械的性質との相関性を明らかにすることを目的とする。

ナノメートルスケールの平均粒径の超微細結晶粒組織を有する構造用金属材料（ナノメタル）を、提案者が大阪大学で独自に開発した強ひずみ加工プロセスによって創製し、力学特性をはじめとする諸特性を解明する。結晶粒超微細化によれば、従来粒径材の2〜3倍の強度を有する構造部材が合金元素の添加無しで得られ、輸送機器等の大幅な軽量化や長寿命化をもたらすだけでなく、リサイクル性にも優れた画期的な先進構造材料が生まれる。

(1)バルクナノメタルの創製：種々の鉄鋼材料、Al合金、Cu合金、
(1)Ti合金などを対象とし、提案者が独自に開発した強ひずみ
(1)加工プロセス（ARB（Accumulative Roll-Bonding）法、
(1)マルテンサイト法、表層強ひずみ加工法）によってナノ
(1)結晶化を達成する。得られた材料の組織および結晶学的
(1)特徴をナノスケールで解析するとともに、その力学特性
(1)ならびにその他の機能的特性を調査し、組織と特性の
(1)相関性および特性の発現機構を解明して、最適構造化を
(1)目指す。

(2)表層ナノメタルの創製：表層のみをナノメタル化した表層ナノ
(2)メタルを創製する。表層ナノメタル化によって、疲労亀裂発生
(2)の抑制、高耐腐食性、表面機能化皮膜形成、強度・延性
(2)バランスの両立といった高機能化を追求する。