2018 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation of deformation behavior of beta-type Ti alloys using 4D microstructure analysis and establish of new alloy design method
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16K06771
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
趙 研 大阪大学, 工学研究科, 助教 (00633661)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | チタン合金 / 変形挙動 / 双晶変形 / マルテンサイト / 中性子回折 / 強度－延性両立 / 合金設計 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成30年度は、Ti-V-Mo合金を作製し、本合金の力学特性および変形挙動を調査することで、本研究で得られたβ型Ti合金の合金設計指針の有効性について検証した。
V量とMo量をそれぞれ変化させた合金を作製し、引張特性および変形組織を調査した。その結果、Ti-10V-7Mo合金は最大引張強さ836 MPaと伸び28%という優れた強度－延性バランスを達成した。このことから、本研究で提案する新しい合金設計指針により、優れた力学特性を有する合金の実現が可能であることが示された。
また、{332}<113>双晶変形の前駆現象について、詳細を調査するため、{332}<113>双晶変形が発現するTi-12Mo合金についてJ-PARC中性子回折を用いて変形中の相変態をその場観察した。その結果、塑性変形にともない、α”マルテンサイトが形成していることが明らかとなった。変形後の組織観察においてマクロなα”マルテンサイトは認められず、ナノオーダーの極めて微細なα”マルテンサイトが単独あるいは{332}<113>双晶と混在して観察された。このことから、上記の塑性変形と同時に形成されたα”マルテンサイトは、{332}<113>双晶変形の前駆体であると考えられる。本結果は、世界で初めてα”マルテンサイトが{332}<113>双晶変形の前駆体であることを直接的に示したものである。
以上、本研究を通じ、「β型チタン合金の高強度化には非熱的ω相による析出強化、V添加による固溶強化が効果的であり、高延性化には適切な幅を有する{332}<113>双晶変形の発現が効果的であること」、「α”マルテンサイトが{332}<113>双晶変形の前駆体であること」、「α”マルテンサイトの形成促進により{332}<113>双晶変形の発現を誘起可能なこと」が明らかとなった。
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