マルテンサイト変態の結晶学および熱力学に及ぼす超高静水圧効果

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02452234
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 清水 謙一 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (60029832)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 遠藤 将一 大阪大学, 極限物質研究センター, 教授 (10001843) ; 中田 芳幸 大阪大学, 産業科学研究所, 助手 (40164214) ; 掛下 知行 大阪大学, 産業科学研究所, 助手 (90127209) ; 唯木 次男 大阪大学, 産業科学研究所, 助教授 (90029885)
• Keywords: マルテンサイト変態 / 静水圧 / インバ-効果 / 自発体積磁歪 / マルテンサイト組織

Research Abstract

これまでに、マルテンサイト変態時の体積変化が正でかつインバ-効果を示すFeーNi,FeーNiーCおよびFeーNiーCoーTi(形状記憶合金)合金ならびにそれがほぼ零となりかつインバ-効果を示すFeーNiーCo合金さらに変態時の体積変化は正であるがインバ-効果を示さないFeーNiーC合金を作製し、これら合金に生成するマルテンサイト変態を特徴づける諸物性(変態点、母相とマルテンサイト相の磁化、マルテンサイト変態時の体積変化等)を測定した。これら合金に超高圧を負荷し変態点の圧力依存性を求め、それらとPatelとCohenにより提唱された式で求めた変態点の圧力依存性と比較した。その結果、非インバ-合金の場合には実験値と計算値はほぼ一致したが、インバ-合金の場合にはそれらが著しく異なっていることが分かった。この結果は、変態点に及ぼす静水圧効果としてインバ-効果と関連する効果をも考慮すべきことを示唆している。我々は、この効果としてインバ-の特徴として良く知られている自発体積磁歪の圧力負荷による減少が、マルテンサイト変態時の体積変化の増加をもたらすことに依る効果であることを提唱した。この効果の正当性を定量評価するために、FeーNi合金の自発体積歪の圧力ならびに温度依存性を求め、この値をPatelとCohenにより提唱された式(修正を加えてより厳密にした)に入れて変態点の圧力依存性を求め、実験で得られたそれと比較した。その結果、計算値は実験値と測定圧力範囲でほぼ一致し提唱した効果の正当性が定量的に評価された(平成3年4月4日,日本金属学会春期大会で発表予定)。光学顕微鏡観察の結果、静水圧下で生成するマルテンサイトの組織は生成温度に依らず熱誘起マルテンサイトのそれと同じであるが、一軸応力下で生成するマルテンサイトのそれとは異なっていた。現在、その原因を明らかにするために電子顕微鏡等(購入した低温ホ-ルダを使用)で詳細な組織観察を行なっている。また、非鉄形状記憶合金マルテンサイト変態に及ぼす静水圧効果に着手し始めた段階である。

Research Products

• [Publications] 清水 謙一他3名: "Invar effect on martensitic transformation in an Feー29.9at%Ni under hydrostatic pressure"
• [Publications] 清水 謙一他3名: "Effect of hydro static pressure on martnesitic transformations in FeーNiーCo and FeーNiーCoーTi alloys"