ベイナイト変態の変位型無拡散機構関与に関する高分解能フラクトグラフィによる検証

研究課題番号：10650655

1999年度 研究実績報告書

代表者

    • 清水 謙一
    • 研究者番号：60029832
    • 金沢工業大学・工学部・教授

研究課題基本情報

  • 研究期間

    1999年度〜1999年度

  • 研究分野

    金属物性

  • 審査区分

    一般

  • 研究種目

    基盤研究(C)

  • 研究機関

    金沢工業大学

  • 配分額

    • 1998年度：2400千円 (直接経費：2400千円)
    • 1999年度：1600千円 (直接経費：1600千円)

研究分担者

    • 岸 陽一
    • 研究者番号：70265370
    • 金沢工業大学・工学部・講師
    • 矢島 善次郎
    • 研究者番号：60148145
    • 金沢工業大学・工学部・教授

研究概要

ベイナイト変態は最終的には原子拡散機構によるが、核生成と成長の初期段階では原子変位型無拡散機構が関与したとする考え方および核生成から成長終了まで終始原子拡散機構が関与したとする考え方の2つの説がある。どちらの説が正しいのかを判定するのが本研究の目的であるが、具体的にはベイナイト一母相界面における原子拡散の有無を、界面に沿って起きた破面の高分解能走査電子顕微鏡(SEM)によるフラクトグラフィとEDX元素分析ならびにX線回折によるひずみ解析によって詳細に調査した。

平成10年度はJIS規格がS25CおよびS55Cの炭素鋼でベイナイトと母相(焼入れ中にマルテンサイト化)から成る試料を、平成11年度はCu-28.3Zn-6.0Al(at.%)(EDX分析値)合金のベイナイトと母相から成る試料を、上述の高分解能SEMによるフラクトグラフィとEDX元素分析により調べた。平成10年度の炭素鋼については報告済なので、以下にはCu-Zn-Al合金について調査結果を述べる。

ベイナイト一母相界面に沿う破面の高分解能SEMにはベイナイトと母相の体積分率が適当でなければならない。恒温保持温度と保持時間を種々変えて検討した結果、473Kで28.8ksの恒温保持が適当であることが光顕観察により分かった。この熱処理試料の引っ張り破断した破面を高分解能SEM観察した結果、ベイナイト一母相界面で破断したと思われる部分が数ヶ所あった。破断した試料の一方はベイナイト、他方は母相であるが、それらをEDX分析した結果、組成は同じであった。すなわち、界面を通して原子拡散が無かったとの結果が得られ、核生成と成長の初期には原子変位型無拡散機構が関与したと考えられる。ただし、未確認の部分もあるので、今後よりも詳細に検討する必要がある。

発表文献

  • T.Kakeshita,T.Saburi,K.Shimizu: "Kinetics of Martensitic Transformations in Some Ferrous and Non-Ferrous Alloys"Philosophical Magazine B. 80・2. 71-81 (2000),

  • Y.Kishi,Z.Yajima,K.Shimizu & K.Morii: "Fatigue Crack Growth Properties and Scanning Electron Microscopy of Fatigue Surface of Ti-Ni-Co SMA's"Proc.Intern'l.Symp.& Exhib.On Shape Memory Mater.(Mater.Sci.Forum). 327-328. 123-126 (1999)

  • Y.Kishi,Z.Yajima,K.Shimizu & M.Asai: "Mechanical Fatigue Crack Growth characteristics of A Ti-Ni-Cu Shape Memory Alloy"Proc.of Solid-Solid Phase Transformations(PTM'99). 1052-1055 (1999)

  • Y.Kishi,Z.Yajima,K.Shimizu & K.Morii: "Effect of Microstructures on Mechanical Fatigue Crack Growth Character.of a Ti-Ni-Co Mem.Al."Intern'l.Conf.on Martensitic Transformations(ICOMAT'98). 654-657 (1999),

  • Y.Kishi,Z.Yajima and K.Shimizu: "Effect of Microstructures on Fatigue Behavior of Ti-49.7at.%Ni-1.38at.%Co Shape Memory Alloy"Proc.Japan-China Bilateral Symp.on Shape Memory Alloys. 75-80 (1998)

  • 清水 謙一: "変位型原子無拡散相変態に関する研究の流と学界の動き"日本鉄鋼協会誌"ふぇらむ". 3・2. 31-36 (1998),

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