Ibaraki University's
College of Engineering
Department of Mechanical Engineering

Professor

KURAMOTO SHIGERU

  • Birth:1967
  • Tel.0294-38-5081

Career

  1. Furukawa Electric Co., Ltd. 1994/04/01-1997/03/31
  2. Research Associate, The University of Tokyo, School of Engineering, Department of Materials Science 1997/04/01-2001/12/31
  3. Toyota Central R&D Labs., Inc. 2002/01/01-2015/01/31
  4. Professor, Ibaraki University, College of Engineering, Department of Mechanical Engineering 2015/02/01-Present

Academic background

  1. The University of Tokyo Faculty of Engineering Department of Materials Science 1989/03/31 Graduated
  2. The University of Tokyo Graduate School, Division of Engineering Materials Science Master course 1991/03/31 Completed
  3. The University of Tokyo Graduate School, Division of Engineering Materials Science Doctor course 1994/03/31 Completed

Academic degrees

  1. Dr. Eng. The University of Tokyo 1994/09/22

Current state of research and teaching activities

High-strength metallic materials, Deformation in metallic materials at near ideal strength

Research Areas

  1. Structural/Functional Materials
  2. Material Processing/Treatment
  3. Machine Material/Material Mechanics

Research Projects (Competitive Research Funds)

  1. Strengthening magnesium alloys by deformation-induced nano clusters Science research expense 挑戦的萌芽研究 2013-2014 加工誘起ナノ組織制御による高強度化手法をマグネシウム合金に適用し、高強度化に及ぼす合金元素の影響を調べ、強化機構について基礎的に検討した。加工による高強度化の程度は添加元素の種類により大きく異なったが、加工による結晶粒径の微細化および粒界への溶質濃化については、添加元素の種類によらず確認された。これは、溶質元素の種類によって、粒内転位と粒界との反応のしやすさが異なり、強度レベルを変化させていることを示唆する。
  2. Strengthening metallic materials with fcc crystal sturcture up to ideal strength Science research expense 基盤研究(B) 2012-2014 fcc結晶構造を有するアルミニウム合金を対象として、理想強度を目指した高強度化に関する検討を実施した。ごく最近報告された、強加工によるナノ組織形成機構を高強度化に応用するため、高強度化に及ぼす合金組成およびプロセス条件の影響について基礎的検討を行うとともに、その機構解明に関する検討も実施した。合金組成に関しては、亜鉛、マグネシウムおよび銅の効果を明確にし、プロセス条件に関しては、鋳造時の凝固速度が大きいほど高強度かつ高延性となることを確認した。強化機構に関しては、結晶粒径微細化と粒界への主溶質元素の濃化の双方が寄与していることが示唆された。
  3. 弾性異常合金の理論強度までの高強度化 Science research expense 挑戦的萌芽研究 2009-2010 理想強度を有する高強度チタン合金(合金組成:Ti-36%Nb-2%Ta-3%Zr-0.3%O(mass%)、強冷間加工材)と同様の高強度化が、他の合金系においても可能かどうか検討するため、前年度から引き続き、高強度チタン合金と類似の弾性異常現象(C_<11>-C_<12>→0)を有するMn-Cu系合金を対象とした検討を実施した。昨年後までに、Mn-(15-20)at%Cu系合金を用いた動的粘弾性(DMA)試験の結果から、弾性異常を有する合金組成は、17%Cu程度であること、また、弾性異常を有する合金は圧縮応力2GPa、回転速度1rpmにて2回転の圧縮ねじり変形により、顕著に高強度化することが判明している。本年度は、合金組成を弾性異常組成近傍で細かく変化させるとともに、圧縮応力を6GPaまで高めた条件で圧縮ねじり変形を施し、相安定性が強度に及ぼす影響を詳細に検討した。16.7~18.7%の範囲で、4水準にCu添加量を変化させたMn-Cu-Fe-C系合金の相安定性をDMAにより検討したところ、Cu量の増加は、fcc→fctの変態温度を低下させること、これら4種類の試料の変態温度は室温以下であることを確認した。いずれの合金においても、2回転の圧縮ねじり加工を施した後の引張強さは1.4~1.6GPaであり、弾性異常組成の合金が著しく高強度化することを確認できた。Mn-18.7%Cu-5%Fe-2%C合金は、引張強さが約1600MPa、ヤング率が約110GPaであり、高強度であるにも関わらず2%の伸びを示した。引張強さとヤング率の比は、0.015となり、従来金属材料の0.011に比べて30%以上高い値となった。高強度チタン合金では、この比が0.018であり、今後はそれに近い値までの高強度化が実現可能かどうかの検証が必要となる。

Bibliography

  1. Fundamentals of Titanium and Its Working CORONA PUBLISHING CO., LTD. 2008/11/05

Papers

  1. Research paper (scientific journal) Joint Microscopic study of gum-metal alloys: A role of trace oxygen for dislocation-free deformation N. Nagasaki, R. Asahi, D. Isheim, D. Seidman, S. Kuramoto, T. Furuta Acta Materialia 105, 347-354 2016
  2. Research paper (scientific journal) Joint Improved Combination of Strength and Ductility in Zirconium-Added Al-Zn-Mg-Cu Alloy Processed with High-Pressure Torsion H. Kawabata, I. Aoi, K. Oh-ishi, T. Nakagaki, Y. Shimizu, S. Kuramoto Materials Transactions 57, 1735-1740 2016/10
  3. Research paper (scientific journal) Joint Basic Deformation Mechanism of Bcc Titanium-Based Alloy of Gum Metal Y. Kamimura, S. Katakura, K. Edagawa, S. Takeuchi, S. Kuramoto, T. Furuta Materials Transactions 57, 1526-1534 2016/09
  4. Research paper (scientific journal) Joint High Strength and High Uniform Ductility in a Severely Deformed Iron Alloy by Lattice Softening and Multimodal-structure Formation K. Edalati , T. Furuta , T. Daio , S. Kuramoto, Z. Horita Materials Research Letters 3, 197-202 2015
  5. Research paper (scientific journal) Joint Die-hard plastic deformation behavior in an ultrahigh-strength Fe–Ni–Al–C alloy T. Furuta, S. Kuramoto, T. Ohsuna, K. Oh-ishi, K. Horibuchi Scripta Materialia 101, 87-90 2015

Research presentations

  1. Poster presentation Deformation mechanism analysis of Gum Metal by nanoindentation 131st meeting of Japan Institute of Light Metals 2016/11/05
  2. Poster presentation Effects of quenching temperature on strength of cold-rolled Al-Zn-Mg alloy 131st meeting of Japan Institute of Light Metals 2016/11/05
  3. Oral presentation(general) Microstructure change of severe cold rolled 7075 aluminum alloy during aging 131st meeting of Japan Institute of Light Metals 2016/11/05
  4. Oral presentation(general) Influence of grain size on strength of Mg-Al-Zn base alloy 131st meeting of Japan Institute of Light Metals 2016/11/05
  5. Oral presentation(general) Effect of cold working on local mechanical response of Gum Metal 131st meeting of Japan Institute of Light Metals 2016/11/05

Intellectual property rights

  1. Patent IRON ALLOY 特開2013-185249 2013/09/19
  2. Patent IRON ALLOY 特開2013-155431 2013/08/15
  3. Patent HIGH STRENGTH Fe-Ni-Co-Ti BASED ALLOY AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME 特開2010-222632 2010/10/07
  4. Patent TITANIUM ALLOY 特開2010-189735 2010/09/02
  5. Patent Al-Zn-Mg BASED DAMPING ALLOY, AND METHOD FOR PRODUCING Al-Zn-Mg BASED DAMPING ALLOY CASTING 特開2008-240035 2008/10/09

Prizes

  1. Light Metal Paper Prize 7075アルミニウム合金の機械的特性と金属組織に及ぼす巨大ひずみ加工の影響 2014
  2. Light Metal Advancement Award アルミニウム合金とチタン合金の変形・破壊機構に関する研究 2012
  3. The Japan Institute of Metals and Materials Technical Development Award 多機能チタン合金ゴムメタルの開発 2004
  4. Light Metal Paper Prize AZ31マグネシウム合金の応力腐食割れ発生時の水素の挙動 2002
  5. Light Metal Encouragement Prize アルミニウム合金の粒界破壊の機構解明とその防止に関する研究 2000

Alloted class

  1. Materials for Mechanical Engineering 2
  2. Manufacturing Practice 1
  3. Materials Design 1
  4. Materials Design 2
  5. Manufacturing Practice II

Memberships of academic societies

  1. The Japan Society of Mechanical Engineers 2015-Present
  2. TMS 2005-Present
  3. The Iron and Steel Institute of Japan 1998-Present
  4. The Japan Institute of Metals and Materials 1989-Present
  5. The Japan Institute of Light Metals 1989-Present