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2017 Fiscal Year Annual Research Report

高易動度界面を有するマルテンサイト合金の開発

Research Project

Project/Area Number 17H03405
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

大森 俊洋  東北大学, 工学研究科, 准教授 (60451530)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Keywordsマルテンサイト変態 / 界面 / 形状記憶合金 / 制振合金
Outline of Annual Research Achievements

マルテンサイト相界面の易動度は、マルテンサイト相界面の格子整合性に強く関係していると考えられる。そこで、マルテンサイト相の構造と格子整合性の組成依存性の調査を行った。
(1)Cu-Al-Mn合金(不規則または規則単相合金):Cu-Al-Mn合金の母相は、特にAl濃度に依存してA2不規則相からL21規則相まで変化する。これら構造を変化させたときの母相とマルテンサイト相のX線回折を行ったところ、A2/2M,L21/6M,L21/2Oのタイプの変態が確認でき、境界組成領域においてはマルテンサイト相が混在していることがわかった。
(2)Fe-Mn-Al-Ni(不規則+規則相ナノ析出型合金):Fe-Mn-Al-Ni合金はA2母相中にNiAlのB2相がナノ析出する。Ni量を0から10%まで変化させ、結晶構造やナノ析出物、マルテンサイト相の構造を調査した。Ni量が約5%未満ではB2相は析出せず、マルテンサイト相は2M構造であった。Ni量が5%以上でB2相が析出し、Ni量の増加と共にそのサイズが増大していた。マルテンサイト相中にナノ双晶が含まれるようになり、同時に、B2析出物が、おそらく弾性的な、シアー変形を受けることが確認できた。ナノ双晶の周期性をHAADF-STEMを用いて詳細に調査したところ、Ni量との関係性があることが判明した。B2析出物とナノ双晶の整合関係が、マルテンサイト変態の可逆性や界面易動度に関係していることが示唆された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

計画していた実験とそれに基づく考察を行うことができた。特にFe-Mn-Al-Ni合金におけるナノ析出の影響を明らかにすることができ、本合金系における熱弾性型変態の本質に迫ることができた。

Strategy for Future Research Activity

計画に従って実験を推進していく。内部摩擦の評価を取り入れ、より定量的に界面易動度を調査していく予定である。

  • Research Products

    (7 results)

All 2017

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Ultra-large single crystals by abnormal grain growth2017

    • Author(s)
      Tomoe Kusama, Toshihiro Omori, Takashi Saito, Sumio Kise, Toyonobu Tanaka, Yoshikazu Araki, Ryosuke Kainuma
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 8 Pages: 354

    • DOI

      10.1038/s41467-017-00383-0

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Stress- and Magnetic Field-Induced Martensitic Transformation at Cryogenic Temperatures in Fe-Mn-Al-Ni Shape Memory Alloys2017

    • Author(s)
      Ji Xia, Xiao Xu, Atsushi Miyake, Yuta Kimura, Toshihiro Omori, Masashi Tokunaga, Ryosuke Kainuma
    • Journal Title

      Shape Memory and Superelasticity

      Volume: 3 Pages: 467-475

    • DOI

      10.1007/s40830-017-0132-1

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Martensitic Transformation and Superelasticity in Fe-Mn-Al-Based Shape Memory Alloys2017

    • Author(s)
      Toshihiro Omori, Ryosuke Kainuma
    • Journal Title

      Shape Memory and Suiperelasticity

      Volume: 3 Pages: 322-334

    • DOI

      10.1007/s40830-017-0129-9

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Role of nano-precipitates in thermoelastic martensitic transformation in Fe-Mn-Al-Ni shape memory alloys2017

    • Author(s)
      T. Omori, M. Nagasako, R. Kainuma
    • Organizer
      DPG Spring Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cr添加Fe-Mn-Al-Ni超弾性合金におけるサイクル熱処理による異常粒成長2017

    • Author(s)
      野口侑紀, 大森俊洋, 貝沼亮介
    • Organizer
      日本金属学会2017年(第161回)秋期講演大会
  • [Presentation] Cu-Al-Mn合金の超弾性サイクル特性2017

    • Author(s)
      松本暢康, 許皛, 大森俊洋, 貝沼亮介
    • Organizer
      日本金属学会2017年(第161回)秋期講演大会
  • [Presentation] Effect of Cr on martensitic transformationand oxidation resistance in Fe-Mn-Al-Ni alloys2017

    • Author(s)
      Y. Noguchi, T. Omori, R. Kainuma
    • Organizer
      ICOMAT 2017
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2019-12-27  

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