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マルテンサイト変態を必要としないD0_3型Fe系超弾性合金の合金設計

Research Project

Project/Area Number 16686043
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Structural/Functional materials
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

安田 弘行  大阪大学, 超高圧電子顕微鏡センター, 助教授 (60294021)

Project Period (FY) 2004 – 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥24,960,000 (Direct Cost: ¥19,200,000、Indirect Cost: ¥5,760,000)
Fiscal Year 2005: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2004: ¥21,970,000 (Direct Cost: ¥16,900,000、Indirect Cost: ¥5,070,000)
Keywords超弾性 / 金属間化合物 / 転位 / 逆位相境界 / 形状記憶合金 / 電子顕微鏡 / Fe / Al
Research Abstract

転位運動を基調としたD0_3型鉄系化合物(Fe_3Al, Fe_3Ga, Fe_3Si, Fe_3Ge)の超弾性について、本年度は、(1)非平衡プロセスによるD0_3相の発達過程、および(2)準安定D0_3相の超弾性挙動について調査を行った。Fe_3Alに急冷等の非平衡プロセスを施すと、D0_3相への規則化が抑制され超弾性は発現しない。Fe_3AlにGa、Ge、Siを添加した場合も同様である。一方、化学量論組成近傍の組成を有するFe_3Gaでは、本来580℃以下で(α+Ll_2)2相が発達するはずであるが、不規則α相を急冷した後500〜580℃で焼鈍すると、焼鈍時間が10時間程度までであれば準安定D0_3相が発達した。また、Gaリッチの組成では、不規則α単相領域から水焼入れしただけで規則度の高いD0_3相が得られた。これら準安定D0_3相でも超弾性の発現が確認され、その形状回復率は化学量論組成に近づくほど増加した。しかしながら、さらに長時間の焼鈍を行うと平衡相であるLl_2相が析出し、このLl_2相が転位の運動をピンニングすると共に、マトリックスのGa濃度を低下させることで回復率が低下した。また、準安定D0_3相が不規則α相と共存する条件(23at.%Ga、620℃)では回復率が著しく低下した。超弾性を示す場合、1/4<111>超部分転位が逆位相境界(APB)を引きずりながら2本ペアで運動していることが確認された。このAPBが除荷時に超部分転位を後方へ引き戻すことで形状が回復する。一方、Fe_3SiならびにFe_3Geを不規則α相あるいはB2相から水焼入れした場合でも規則度の高いD0_3相が発達する。しかしながら、この準安定D0_3相は超弾性を示さない。以上のように、本研究の遂行によって、D0_3型鉄系化合物における超弾性発現のための最適合金組成、熱処理条件等が明確となった。

Report

(2 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2006 2005 Other

All Journal Article (7 results)

  • [Journal Article] Pseudoelasticity in Fe_3Al single crystals under cyclic loading2006

    • Author(s)
      H.Y.Yasuda, K.Yamaoka, Y.Umakoshi
    • Journal Title

      Materials Science Forum 512巻

      Pages: 25-25

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Effect of alloying elements (Ga, Ge, Si) on pseudoelasticity in Fe_3Al single crystals2005

    • Author(s)
      H.Y.Yasuda, T.Kase, Y.Umakoshi
    • Journal Title

      Proceedings of Materials Research Society 842巻

      Pages: 15-15

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Effect of Al concentration on pseudoelasticity in Fe_3Al single crystals2005

    • Author(s)
      H.Y.Yasuda, T.Nakajima, K.Nakano, K.Yamaoka, M.Ueda, Y.Umakoshi
    • Journal Title

      Acta Materialia 53巻・20号

      Pages: 5343-5343

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Effect of heat treatment on pseudoelasticity in Fe-25.0at.%Al single crystals

    • Author(s)
      H.Y.Yasuda, T.Nakajima, S.Murakami, M.Ueda, Y.Umakoshi
    • Journal Title

      Intermetallics (in press)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Pseudoelasticity in Fe_3Al single crystals under cyclic loading

    • Author(s)
      H.Y.Yasuda, K.Yamaoka, Y.Umakoshi
    • Journal Title

      Materials Science Forum (in press)

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Effect of alloying elements (Ga, Ge, Si) on pseudoelasticity in Fe_3Al single crystals

    • Author(s)
      H.Y.Yasuda, T.Kase, Y.Umakoshi
    • Journal Title

      Proceedings of Materials Research Society (in press)

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Pseudoelasticity in Fe_3Ga single crystals

    • Author(s)
      H.Y.Yasuda, M.Aoki, Y.Umakoshi
    • Journal Title

      Scripta Materialia (in press)

    • Related Report
      2004 Annual Research Report

URL: 

Published: 2004-04-01   Modified: 2016-04-21  

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