2018 Fiscal Year Research-status Report
Ti-X-7Al合金の焼戻しで生じるマルテンサイト的変態機構
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17K06773
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
竹元 嘉利 岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (60216942)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | マルテンサイト変態 / チタン合金 / 電気抵抗測定 / 逆変態 / スピノーダル分解 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
焼戻しで生成するマルテンサイト（M）変態の温度域を調査した。対象とした合金はTi-10Mo-7Al合金を用いて、1050℃-30minの溶体化焼き入れ（STQ）した。STQで比較的多くのMが生成したため、STQ後200℃-5minの焼戻しによってβ化を施した。引き続き250℃～550℃で3秒の焼戻しを行い、M生成の有無を光学顕微鏡で観察した。その結果、300℃以上の焼戻しでは粗大なMの生成が確認されたが、250℃ではMは生成せず、保持時間を延長してもほとんど変化しなかった。したがって、高温M生成の下限温度は250～300℃にあることが分かった。また高温で生成したMは200℃の時効によりβ逆変態した。
高温M変態および逆変態がどのタイミングで形成するのかを調査するため、動的電気抵抗測定を行った。実際の熱処理と対応させるため、STQ材に4端子を設け、200℃の塩浴に5min保持後水冷、引き続き550℃の塩浴に3秒保持後、水冷を3回繰り返した。その結果、200℃も550℃も急速加熱時と急冷中に変態と思われる抵抗変化は認められなかった。しかし200℃保持中には抵抗は増加し、処理前後の室温での抵抗値は増加した。一方、550℃での保持中では若干抵抗は減少傾向を示したが、処理前後の抵抗値にはほとんど変化が認められなかった。
α相のスピノーダル分解（SD)を調査するためTi-8MoのSTQ材を500℃で時効を行い、硬さ変化と組織変化のSTEM調査を行った。その結果、SDに特徴的な組織が20minあたりから認められ組成分配が実際に起こっていることを明らかにできた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨年度のTi-15V-7Al合金だけでなくTi-10Mo-7Al合金でも同様の変態挙動を示すことが明らかとなった。さらに高温M変態の生成温度を明らかにできたことは今後のDSC測定などの考察に利用できる。この変態の原因がα相のスピノーダル分解と関連していることが間接的に証明できた。しかし高温M変態が、高温時に生成しているのか、それともその後の急冷によって生成しているのかなど未解決なところが残っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
高温M変態がどのタイミングで生成するのかについて、直接的な証拠を挙げるための実験を中心に行う。具体的には急速加熱その場光顕観察、高温EBSD測定、高温XRD測定、動的電気抵抗、DSC測定を行う予定である。これらの結果を基に、現在提唱されている４つの仮説についての適合性を検討する。
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