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2022 Fiscal Year Annual Research Report

多目的in-situ分析による応力誘起マルテンサイト変態理論の再定義

Research Project

Project/Area Number 19H02417
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

田原 正樹  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (80610146)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Keywordsマルテンサイト変態 / 形状記憶合金 / 応力誘起変態 / チタン合金
Outline of Annual Research Achievements

研究代表者は応力によって誘起されるマルテンサイト変態の結晶学的特徴が、従来の定説と異なるものであることを新たに発見した。本研究はどのような条件でどの程度の差異が生じるのかを実験的に詳細に解明し、その具体的機構を明らかにすることを第一の目的とした。具体的には、チタン系形状記憶合金の単結晶試料を作製し、応力下でEBSD観察やECCI測定、X線回折測定、光学顕微鏡による2面解析など多数のin-situ測定を同一の試料で行い、これまで検討されてこなかった応力誘起変態の詳細な結晶学的特徴を徹底的に明らかにした。さらに、これらから得られる知見を基に超弾性の機能劣化の克服が可能であるかも検討を行った。
前年度までに、応力誘起マルテンサイトの結晶学的特徴が定説からずれる理由は、応力誘起変態時の母相とマルテンサイト相の結晶構造の変化にあることが明らかになっている。従来までは応力誘起マルテンサイトは熱誘起マルテンサイトと同じ結晶構造であると考えられていたが、実際の応力誘起マルテンサイトには大きな弾性歪みが加わっていた。同様に母相にも弾性変形が加わり、これらが原因となって応力誘起マルテンサイト変態の結晶学的特徴が従来とは異なることがわかった。
最終年度であるR4年度はこれまでに得られた知見をまとめることに注力した。特に、従来の理論値からの差異が生じる原因について、他の合金でも検討を行った。加えて、応力誘起マルテンサイト変態による超弾性機能の劣化挙動を結晶学的観点から考察した。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (17 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] INSA Rennes(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      INSA Rennes
  • [Journal Article] Microstructure characteristics and superelastic properties of novel Ti-Cr-Sn superelastic alloys2023

    • Author(s)
      Park Minsoo、Chiu Wan-Ting、Nohira Naoki、Iwasaki Masaya、Tahara Masaki、Hosoda Hideki
    • Journal Title

      Materials Science and Engineering: A

      Volume: 869 Pages: 144790~144790

    • DOI

      10.1016/j.msea.2023.144790

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fabrication and mechanical properties of Bi-added Ti-Cr alloys for biomedical applications2023

    • Author(s)
      Nohira Naoki、Hayashi Kenta、Tahara Masaki、Hosoda Hideki
    • Journal Title

      Journal of Materials Research and Technology

      Volume: 23 Pages: 5644~5652

    • DOI

      10.1016/j.jmrt.2023.02.173

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of aging on isothermal ω/α″ growth and resulting mechanical behaviors of the Ti-Mo-Al high temperature shape memory alloys2023

    • Author(s)
      Nohira Naoki、Oshita Yoshiaki、Chiu Wan-Ting、Umise Akira、Tahara Masaki、Hosoda Hideki
    • Journal Title

      Materials Characterization

      Volume: 199 Pages: 112850~112850

    • DOI

      10.1016/j.matchar.2023.112850

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Shape memory effect and aging behavior of Bi-added Ti-Cr alloys for biomedical applications2023

    • Author(s)
      Nohira Naoki、Hayashi Kenta、Tahara Masaki、Hosoda Hideki
    • Journal Title

      Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials

      Volume: 141 Pages: 105800~105800

    • DOI

      10.1016/j.jmbbm.2023.105800

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] New dislocation dissociation accompanied by anti-phase shuffling in the α″ martensite phase of a Ti alloy2022

    • Author(s)
      Tahara Masaki、Otaki Nao、Minami Daichi、Uesugi Tokuteru、Takigawa Yorinobu、Higashi Kenji、Inamura Tomonari、Hosoda Hideki
    • Journal Title

      Acta Materialia

      Volume: 227 Pages: 117705~117705

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2022.117705

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Enhancement of the superelastic behavior of the Ti-Au-Cr-based shape memory alloys via the manipulations of annealing-treatments and Ta additions2022

    • Author(s)
      Chiu Wan-Ting、Fuchiwaki Kota、Umise Akira、Tahara Masaki、Inamura Tomonari、Hosoda Hideki
    • Journal Title

      Materials Science and Engineering: A

      Volume: 847 Pages: 143312~143312

    • DOI

      10.1016/j.msea.2022.143312

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Promoted mechanical properties and functionalities via Ta-tailored Ti-Au-Cr shape memory alloys towards biomedical applications2022

    • Author(s)
      Chiu Wan-Ting、Fuchiwaki Kota、Umise Akira、Tahara Masaki、Inamura Tomonari、Hosoda Hideki
    • Journal Title

      Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials

      Volume: 133 Pages: 105358~105358

    • DOI

      10.1016/j.jmbbm.2022.105358

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Phase constituent and microstructure manipulations via annealing for enhancements of mechanical property and functionalities of Ti-Au-Cr-Ta biomedical shape memory alloys2022

    • Author(s)
      Chiu Wan-Ting、Fuchiwaki Kota、Umise Akira、Tahara Masaki、Inamura Tomonari、Hosoda Hideki
    • Journal Title

      Journal of Alloys and Compounds

      Volume: 920 Pages: 166016~166016

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2022.166016

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Crystallographic analysis of stress-induced martensite in Ti-Mo-Al alloy single crystal2022

    • Author(s)
      Masaki Tahara, Ryotaro Hara, Tomonari Inamura, Hideki Hosoda
    • Organizer
      International Conference on Matensitic Transformation (ICOMAT) 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Landau-Energy Landscape Reconstruction for a Ni-Fe-Ga(Co) Shape Memory Alloy2022

    • Author(s)
      Kristyna Zoubkova, Petr Sedlak, Elena Villa, Masaki Tahara, Hideki Hosoda, Volodymyr Chernenko, Hanus Seiner
    • Organizer
      International Conference on Matensitic Transformation (ICOMAT) 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] New evaluation methods for martensitic transformation behavior of shape memory alloys2022

    • Author(s)
      Hideki Hosoda, Yuichi Hori, Taywin Buasri, Wan-Ting Chiu, Akira Umise, Masaki Tahara
    • Organizer
      International Conference on Matensitic Transformation (ICOMAT) 2022
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Ti-Ni 形状記憶合金単結晶の応力誘起マルテンサイト変態挙動2022

    • Author(s)
      森 千紘, 野平 直希, Chiu Wan-Ting, 海瀨 晃, 田原 正樹, 細田 秀樹
    • Organizer
      日本金属学会第5回第7分野講演会
  • [Presentation] Ti-Ni合金単結晶における応力誘起マルテンサイト変態2022

    • Author(s)
      森 千紘, 野平 直希, CHIU Wan-Ting, 海瀨 晃, 田原 正樹, 細田 秀樹
    • Organizer
      日本金属学会関東支部第19回ヤングメタラジスト研究交流会
  • [Presentation] Ti-27mol%Nb合金単結晶における圧延集合組織2022

    • Author(s)
      片山 里南, 野平 直希, CHIU Wan-Ting, 海瀨 晃, 田原 正樹, 細田 秀樹
    • Organizer
      2022年日本金属学会秋期講演大会
  • [Presentation] Ti-Ni合金単結晶を用いた応力誘起マルテンサイトの結晶学的解析2022

    • Author(s)
      森 千紘, 野平 直希, CHIU Wan-Ting, 海瀨 晃, 田原 正樹, 細田 秀樹
    • Organizer
      2022年日本金属学会秋期講演大会
  • [Presentation] Ti-6Mo-10Al合金単結晶の応力誘起マルテンサイト変態挙動2022

    • Author(s)
      宮川靖弥, 野平 直希, CHIU Wan-Ting, 海瀨 晃, 田原 正樹, 細田 秀樹
    • Organizer
      2022年日本金属学会秋期講演大会

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Published: 2023-12-25  

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