βＴｉ基合金における三角形状α相析出形態制御と完全超弾性化

• Project/Area Number: 14J11791
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Structural/Functional materials
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 遠藤 一輝 東京工業大学, 大学院総合理工学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000); Fiscal Year 2016: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2014: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: βTi合金 / 形状記憶効果・超弾性 / 材料組織制御

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は，生体適合性に優れたTi-Mo-Sn-Zr合金において，一般的なTi合金には見られない三角錐状の微細なα相の析出条件・機構を明らかにし，βTi合金において本来困難とされるα相析出による析出強化を目指すものである．昨年度までに，Ti-3Mo-6Sn-5Zr(mol%)合金において三角錐状α相を各種熱処理により析出させ，透過型電子顕微鏡（TEM）を用いて，三角錐状α相の結合状態を明らかにし，また無ひずみ・無回転な方位である不変線方向を幾何学的に算出し，その[331]βという方位がαプレート同士の稜線方向とほぼ一致するという特殊な状況であることを明らかにした．
本年度では，菊池線を用いたより詳細な結晶方位解析を行ったところ，αプレート内部では双晶界面近傍とそれ以外で優先結晶方位が異なることを明らかになった．双晶界面近傍では厳密な双晶関係を満たし，一方で，双晶界面から離れたプレート内部では不変線ひずみ条件を満たしていた．また，三角錐型α相の異相界面においては，バーガースベクトルが[111]βのレッジ構造を持ち，またこのレッジが不均一に存在していることが明らかになった．これらは三角錐状α相の核形成と成長挙動に起因すると考えるとうまく説明できることを示した．
本研究により，当初予定していた通り三角錐状α相の析出条件を解明し，三角錐状α相を利用した析出強化型βTi超弾性合金の設計指針を確立することができた．

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Effect of Sn and Zr Addition on the Martensitic Transformation Behavior in Ti-Mo Shape Memory Alloys (2017)
  • Author(s): K. Endoh, M. Tahara, T. Inamura, H. Hosoda
  • Journal Title: Journal of Alloys and Compounds Volume: 695 Pages: 76-82
  • DOI: 10.1016/j.jallcom.2016.10.108
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Phase Constitution and Mechanical Properties of Ti-Mo-Sn-Zr Shape Memory Alloys (2016)
  • Author(s): K. Endoh, M. Tahara, T. Inamura, H. Y. Kim, S. Miyazaki, H. Hosoda
  • Journal Title: Proceedings of 13th World of Conference on Titanium Volume: 1 Pages: 1747-1750
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Shape memory, properties of Al added Ti-3Mo-6Sn alloys after annealing treatment (2016)
  • Author(s): T. Hida, K. Endoh, M. Tahara, T. Inamura, H. Hosoda
  • Journal Title: PFAM24 Volume: － Pages: 143-148
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The effect of aging temperature on morphology of α phase in Ti-3Mo-6Sn-5Zr shape memory alloy (2015)
  • Author(s): K. Endoh, M. Tahara, T. Inamura, H. Y. Kim, S. Miyazaki, H. Hosoda
  • Journal Title: Materials Today : Proceedings Volume: 2S
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Effect of Zr Addition on Mechanical and Shape Memory Properties of Ti-5Mo-3Sn Alloys (2015)
  • Author(s): 遠藤一輝，田原正樹，稲邑朋也，金熙榮，宮崎修一，細田秀樹
  • Journal Title: Journal of the Japan Institute of Metals and Materials Volume: 80 Issue: 1 Pages: 37-44
  • DOI: 10.2320/jinstmet.JB201509
  • NAID: 130005115565
  • ISSN: 0021-4876, 1880-6880, 2433-7501
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Ti-Mo-Sn-Zr形状記憶合金における三角錐型α相の異相界面欠陥 (2016)
  • Author(s): 遠藤一輝，田原正樹，稲邑朋也，細田秀樹
  • Organizer: 日本金属学会，第159回秋期講演大会
  • Place of Presentation: 大阪府 豊中市 待兼山町 大阪大学 豊中キャンパス
  • Year and Date: 2016-09-21
• [Presentation] Ti-Mo合金の相構成と形状記憶特性に及ぼすSn，Al添加の影響 (2016)
  • Author(s): 井場木亮祐，飛田智史，遠藤一輝，田原正樹，稲邑朋也，細田秀樹
  • Organizer: 日本金属学会，第159回秋期講演大会
  • Place of Presentation: 大阪府 豊中市 待兼山町 大阪大学 豊中キャンパス
  • Year and Date: 2016-09-21
• [Presentation] i-3Mo-6Sn-5Zr形状記憶合金におけるα相の析出形態とバリアント選択 (2016)
  • Author(s): 遠藤一輝，田原正樹，稲邑朋也，細田秀樹
  • Organizer: 日本金属学会 第158回春期講演大会
  • Place of Presentation: 東京都 葛飾区 新宿 東京理科大学 葛飾キャンパス
  • Year and Date: 2016-03-25
• [Presentation] Ti-Mo-Sn-Al合金の相構成および形状記憶特性，ヤングメタラジスト研究交流会 (2016)
  • Author(s): 井場木亮祐，飛田智史，遠藤一輝，田原正樹，稲邑朋也，細田秀樹
  • Organizer: ヤングメタラジスト研究交流会
  • Place of Presentation: 東京都 文京区 本郷 東京大学 本郷キャンパス
• [Presentation] Shape Memory Properties of Al added Ti-3Mo-6Sn Alloys after Annealing Treatment (2015)
  • Author(s): T. Hida, K. Endoh, M. Tahara, T. Inamura, H. Hosoda
  • Organizer: PFAM
  • Place of Presentation: Century Memorial Hall Kansai University at Osaka in Japan
  • Year and Date: 2015-12-18
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Ti-Mo-Sn-Zr形状記憶合金における析出α相の析出形態とその結晶学的特徴 (2015)
  • Author(s): 遠藤一輝，田原正樹，稲邑朋也，細田秀樹
  • Organizer: 日本金属学会 第12回ヤングメタラジスト研究交流会
  • Place of Presentation: 神奈川県 横浜市 保土ヶ谷区 常盤台 横浜国立大学
  • Year and Date: 2015-11-13
• [Presentation] Ti-Mo-Sn-Zr形状記憶合金における三角錐状α相の結晶方位解析 (2015)
  • Author(s): 遠藤一輝，田原正樹，稲邑朋也，細田秀樹
  • Organizer: 日本金属学会 第157回秋期講演大会
  • Place of Presentation: 福岡県 福岡市 西区 元岡 九州大学 伊都キャンパス
  • Year and Date: 2015-09-16
• [Presentation] Phase Constitution and Mechanical Properties of Ti-Mo-Sn-Zr Shape Memory Alloys (2015)
  • Author(s): K. Endoh, M. Tahara, T. Inamura, H. Y. Kim, S. Miyazaki, H. Hosoda
  • Organizer: Ti2015
  • Place of Presentation: Manchester Grand Hyatt at San Diego in United States
  • Year and Date: 2015-08-17
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Ti-Mo-Sn合金の形状記憶・超弾性特性に及ぼすAl添加の影響 (2015)
  • Author(s): 飛田智史，遠藤一輝，田原正樹，稲邑朋也，細田秀樹，宮崎修一
  • Organizer: 日本金属学会 第156回春期講演大会
  • Place of Presentation: 東京都目黒区駒場 東京大学 駒場キャンパス
  • Year and Date: 2015-03-18 – 2015-03-20
• [Presentation] TiMoSnZr形状記憶合金におけるα相の析出形態とその不変線解析 (2015)
  • Author(s): 遠藤一輝，田原正樹，稲邑朋也，細田秀樹，宮崎修一
  • Organizer: グリーンエネルギー材料のマルチスケール創製研究会 第2回研究会
  • Place of Presentation: 島根県 松江市 夕景湖畔 すいてんかく
  • Year and Date: 2015-01-11 – 2015-01-13
• [Presentation] TiMoSnZr形状記憶合金におけるα相の析出形態のSn濃度依存性 (2014)
  • Author(s): 遠藤一輝，田原正樹，稲邑朋也，金煕榮，細田秀樹，宮崎修一
  • Organizer: 日本金属学会，第155回秋期講演大会
  • Place of Presentation: 愛知県名古屋市千種区不老町 名古屋大学 東山キャンパス
  • Year and Date: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [Presentation] Orientation Relationship of Triangular α Precipitates in TiMoSnZr Shape Memory Alloy (2014)
  • Author(s): K. Endoh, M. Tahara, T. Inamura, H. Y. Kim, H. Hosoda, S. Miyazaki
  • Organizer: International Conference on Martensitic Transformations 2014
  • Place of Presentation: EUSKALDUNA CONGRESS PALACE at Bilbao in Spain
  • Year and Date: 2014-07-06 – 2014-07-11