Investigation of deformation behavior of beta-type Ti alloys using 4D microstructure analysis and establish of new alloy design method

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16K06771
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Structural/Functional materials
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Ken Cho 大阪大学, 工学研究科, 助教 (00633661)
• Research Collaborator: Yasuda Hiroyuki Y.
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: β型チタン合金 / 力学特性 / 変形機構 / 双晶変形 / α"マルテンサイト / 合金設計

Outline of Final Research Achievements

{332}<113> deformation twinning is one of the unique deformation modes for beta-type Ti alloys. This twining is known as an important deformation mode for improving strength-ductility balance of the alloys. However, the detail behavior about the {332}<113> deformation twinning such as formation mechanism is still unknown.
In this study we found that the {332}<113> twins nucleate within stress-induced martensite. In addition we succeeded to develop new alloy design method for controlling deformation mode of beta-type Ti alloys.

Free Research Field

材料組織・強度学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまで、{332}<113>変形双晶の前駆現象については、モデル実験や結晶学に基づいた理論計算などが行われてきたものの、直接的な実験手法により詳細を解明した例はない。これに対して、本研究では、その場中性子回折実験を行うことで、応力誘起α"マルテンサイト相がその前駆体となることを初めて実験的に明らかにした。この成果は、学術的に極めて意義が大きい。
また、本研究の成果に基づいて提案した塑性変形機構制御を可能にする新しい合金設計法を利用することで、これまでにはない、極めて優れた強度－延性バランスおよび疲労特性を示す合金の実現が可能となる。