2027年表彰論文賞受賞者決定
（2025年掲載論文対象：俵・澤村論文賞・論文奨励賞、2025年卓越論文賞受賞理由）

鋼の鋳造プロセスにおいて凝固組織の微細化は、鋳造割れや中心偏析を抑制し高機能鋼の品質の向上を図るうえで重要な研究課題である。従来フェライト（δ相）に対して異質核を利用した凝固組織微細化について研究が行われているが、本論文では平衡状態図上の初晶がオーステナイト（γ相）となる鋼を対象として、著者らが先の論文で見出したFe–Mn–C系の準安定凝固現象について、時間分解透過X線イメージングによるその場観察と組織解析を組み合わせて検討した。その結果、Ti添加により生成するTi(C,N)が異質核として作用し、準安定凝固現象の起点となる準安定δ相の核生成の過冷却度とそのばらつきが大幅に低減されることを示し、準安定δ相の核生成が介在物により能動的に誘起・制御可能であることを実証した。さらに、準安定δ相からの固相変態を経て平衡γ相が生成し微細なγ粒組織が得られることを明らかにし、本現象を活用した凝固組織制御への展開の可能性を示した。加えて、酸化物を起点とする多段階的なTi(C,N)生成機構を提示し、観察された現象を合理的に説明している。
本論文は、高温におけるその場凝固観察という説得力のある実験手法により、準安定凝固現象に基づく新たな凝固組織制御の概念を提示した点で学術上、技術上の両面において高い価値を有しており、本論文は俵論文賞にふさわしいと判断される。

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本論文では、実用上重要なラスマルテンサイト組織を有する鋼を用いて、オースフォーミングによる鋼の高強度化の説明として広く用いられてきた「オースフォーミングでオーステナイト中の転位がマルテンサイトへ引き継がれる」という仮説に対する検証を行っている。
高温圧縮その場中性子回折法と室温でのX線解析を併用することで、炭素量ならびにオースフォーミング条件を系統的に変化させた際の変態前後の転位密度変化を定量的に評価している。また、得られた転位密度の収支からオーステナイトからマルテンサイトへの転位の引き継ぎのみではオースフォームドマルテンサイトの転位密度増加を説明できないこと、また、オーステナイト中の転位密度に炭素量依存性がないにもかかわらず、オースフォームドマルテンサイトの転位密度増加量が炭素量に依存することを明らかにしている。これらの結果に基づき、炭素がオーステナイト中の転位をピン止めし、マルテンサイト変態で導入される転位の運動・消滅を抑制することで、最終的な転位密度が上昇するという新たな機構を提案している。オースフォーミングによる高強度化における炭素の影響を転位密度の変化とともに明らかにした点は特筆すべきである。
以上の成果は、オースフォーミングによる高強度化を志向する幅広い鋼種に適用可能な知見であり、技術的にも非常に重要なものである。よって、本論文は俵論文賞にふさわしいものと判断される。

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本論文は、自動車のエネルギー吸収部材への高張力鋼板の適用において課題となる軸圧壊変形時の破断について、材料特性およびミクロ組織因子の影響を精緻に調査し、衝突特性に優れた材料設計指針を示したものである。特に、軸圧壊試験における破断がプレス成形時に予加工を受けた曲げ稜線部の割れを起点として生じることに着目し、その変形履歴を模擬した直交逆曲げ (ORB) 破断試験を用いることで、複雑な軸圧壊変形時の破断現象を基礎的に評価した点は独創性が高い。さらに、軸圧壊試験、穴広げ試験、ORB破断試験およびSEM・EBSDによるミクロ組織解析を組み合わせ、穴広げ率の高い材料ほど軸圧壊変形における耐破断特性に優れることを示すとともに、曲げ圧縮加工部における局所的なひずみ集中やボイド生成・連結挙動を詳細に明らかにした。その結果、焼戻しマルテンサイトやベイナイトのような中間硬度相の活用による硬度差緩和、ならびにミクロ組織複合化による硬質相の微細化が、割れの発生および進展の抑制に有効であることを明らかにした。
以上の成果は、これまで変形が複雑なために、明らかになっていなかった軸圧壊変形時の破断抑制の要因を示し、高張力鋼板の耐破断特性向上に向けた材料設計の基礎的指針を与えるものであり、学術的意義および技術上の有用性の両面から高く評価できる。

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本論文は、鋼の高清浄度化を支配する溶鋼中酸化物系介在物の成長、凝集および浮上除去の機構を速度論、熱力学および界面化学の観点から統一的に解明したものである。著者は、Al₂O₃、MgO、MgAl₂O₄、ZrO₂、SiO₂、Ti₃O₅を対象に、脱酸後の介在物の粒径、個数密度および酸素濃度の経時変化を精緻に測定し、直径数µmの単体介在物と10µm以上のクラスター介在物に分けて解析した。その結果、単体介在物は衝突凝集を伴うOstwald ripeningにより成長すること、クラスター介在物は懸濁する単体介在物と凝集し、介在物種によっては他のクラスター介在物とも凝集して粗大化、浮上分離されることを明らかにした。さらに、各種介在物の凝集性がMgO＜Ti₃O₅、 SiO₂＜MgAl₂O₄＜ZrO₂＜Al₂O₃の順に強くなることを、既報で測定された空隙架橋力に基づく凝集力および凝集に伴う自由エネルギー変化により説明し、実験結果と整合する形で各種介在物の凝集機構を統一的に整理した点は高い独創性を有する。介在物の成長、凝集および除去を一貫して理解・制御するための新たな指導原理を提示したものであり、学術的・技術的価値は極めて高く、介在物制御技術ならびに高清浄度鋼製造技術の発展に大きく貢献する優れた研究成果である。

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高炉融着帯における焼結鉱の軟化・溶融挙動は、充填層の構造や通気性を左右する重要な現象である。しかし、従来の解析では焼結鉱を均質な粒子として扱うことが多く、実粒子の複雑な外形、内部気孔および局所的な還元状態が変形挙動に及ぼす影響を十分に考慮することが困難であった。
本論文では、X線CTで取得した実焼結鉱の三次元形状と内部気孔を境界条件として、三次元反応拡散モデルにより粒内の還元状態を求め、FeOに富むcoreと還元鉄shellからなる不均一構造をモデル化した。さらに、軟化したcoreの流動をBingham流体モデルで、shellの構造支持能をshape-matching法による弾性力で表現し、実構造、反応および力学挙動を一つの動的解析体系に統合した点は独創性が高い。
構築したモデルを異なる還元率および温度における単粒子の高温荷重軟化試験と比較し、実験で観察された収縮・変形挙動との整合を示した。さらに、これをコークス・焼結鉱充填層へ拡張し、個々の粒子のshell変形・破壊、core流出ならびに層高・空隙率分布の変化を解析可能とした。これにより、粒子の移動・回転と真の変形を区別し、局所的な三次元変形を評価できる点も特筆される。
以上、本論文は粒子内部の局所現象と充填層全体の構造変化をミクロ・マクロ両面から結び付ける新たな解析基盤を提示しており、学術的・工学的価値が高く、澤村論文賞にふさわしいと判断される。

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Ti合金の疲労強度を上げるためには、材料組織と疲労プロセスの関係の理解が不可欠である。これまでに、Ti合金における疲労プロセスを検出するための手法として、アコースティックエミッション（AE）法が提案されてきた。しかし、dwell疲労の解析に関する報告は少なく、AEデータの取り扱いと解釈にはなお課題があるため、疲労プロセスの定量的評価は困難であった。
本論文では、熱処理によって組織を変化させた3種類のTi-6Al-4V合金を対象に疲労試験とAE測定が実施され、dwell疲労におけるひずみ蓄積挙動が組織によって異なることが示された。また、ベイズ統計に基づくAEデータ解析手法の開発により、dwell疲労におけるステージ遷移を検出するとともに、振幅や平均周波数などの複数のAEパラメータを変数として用いた各ステージのひずみ蓄積モデルを提案することに成功した。さらに、dwell疲労の初期ステージのひずみ速度を予測する上で、AEの平均周波数が重要なパラメータであることが明らかになった。
本論文は、AEデータにベイズ統計解析を適用することで、Ti合金の疲労プロセスに対する非破壊モニタリング技術の進展に向けた道筋を示しており、その意義は極めて高く、澤村論文賞にふさわしいと判断される。

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オーステナイト系ステンレス鋼では窒素添加による高温強化が知られているが、窒化物析出の影響により固溶窒素自体の寄与は未解明であり、本論文はその強化作用と変形機構を明らかにすることを目的とした。
Fe–18%Cr–8%Ni–N合金を用い、窒化物が析出しない1173 Kにおいて引張試験、クリープ試験、応力急変試験および詳細な転位組織観察を系統的に実施した。その結果、0.2%耐力と引張強さは固溶窒素量の増加とともに上昇し、0.1%までは窒素濃度の平方根に比例する一方、0.2%ではこの関係から逸脱して顕著に増大することを見いだした。さらに、0.1%窒素鋼では明瞭なサブグレイン形成を伴い、刃状転位の上昇運動が支配する回復律速変形を示すのに対し、0.2%窒素鋼ではサブグレイン形成が抑制され、窒素およびCr–N雰囲気による溶質引き摺り抵抗のため、すべり律速変形へ遷移することを示した。強度の非線形な増大を変形機構の遷移として整合的に説明した点は独創性が高く、固溶強化と析出強化を明確に区別した精緻な実験と考察は、オーステナイト系耐熱鋼の高温変形機構の理解を本質的に進展させた。また、固溶強化を活用した高温用オーステナイト鋼の材料設計に新たな指針を与えるものであり、学術的・工業的価値が極めて高い。以上の理由から、本論文は澤村論文賞にふさわしいものと認められる。

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鉄鋼業におけるCO₂排出量の削減に向けて、高炉で使用する炭素系還元材の一部を水素系還元ガスに置き換える低炭素高炉技術の開発が進められている。本論文では、COURSE50実験高炉におけるコークス炉ガス（COG）および水素ガス吹込み試験を対象として、三次元高炉数学モデルによる数値解析を行っている。COGおよび水素ガス吹込み時の炉内水素濃度、還元反応割合、炭素消費量などについて実験結果を良好に再現し、モデルの妥当性を示した上で、実験条件を超える水素系還元ガス吹込み条件まで解析を拡張している。実験高炉で得られた貴重な操業データと数値解析を組み合わせて検討している点は特筆すべきである。
その結果、水素投入量の増加に伴って炭素直接還元が減少し、水素による間接還元が増加する一方、常温の水素系還元ガス吹込みのみでは20%を超える炭素削減の達成が困難であることを示した。さらに、その要因を還元反応と炉内熱収支の両面から検討し、さらなる低炭素化には熱風温度の上昇や還元ガスの予熱などによる熱供給が必要であることを明らかにした。以上の成果は、水素利用高炉の操業条件およびプロセス設計に重要な指針を与えるものであり、工業的・技術的価値が高い。よって、本論文は澤村論文賞にふさわしいと判断される。

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本論文は、合金の凝固過程で生じるデンドライト組織とミクロ偏析を定量的に予測するため、セルラーオートマトン（CA）法の高度化に取り組んだ研究である。CA法は低い計算コストを利点とする一方、固液界面曲率の高精度な評価が難しく、デンドライト形態の再現性に課題があった。本研究では、高さ関数法による新たな曲率計算法を導入し、高精度な界面形状計算を実現した。さらに、質量保存則を満足するための補正や凝固・溶融に伴う界面移動を組み込み、CA法に内在していた複数の課題を統合的に解決した点に独自性がある。単一デンドライト成長計算では、従来法では再現が困難であった二次アームの発達を示し、界面曲率の高精度化がデンドライト形態の再現性向上に有効であることを示した。また、連続冷却下における複数デンドライト成長とミクロ偏析についても、溶質分配を含めて理論的に整合する結果を得ており、本モデルの定量予測能力が示されている。比較的低い計算負荷を維持しながら、凝固組織形成とミクロ偏析を高精度に予測できる本手法は、実用的な凝固組織・偏析予測への発展が期待される。今後、多元系合金や実用鋼への適用など、より複雑な凝固現象への展開も期待できる。基盤的解析手法として学術的・工学的な波及性が高く、本分野の数値解析の進展に大きく寄与する成果である。

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