2021 Fiscal Year Annual Research Report
Harmonic Microstructure Control and Mechanical Properties of of High Entropy Alloy
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19H02466
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
藤原 弘 立命館大学, 理工学部, 教授 (80320117)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
感本 広文 静岡理工科大学, 理工学部, 教授 (20273328)
川畑 美絵 (太田美絵) 立命館大学, 総合科学技術研究機構, 准教授 (30710587)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 調和組織制御 / 粉末冶金 / メカニカルミリング / 放電プラズマ焼結 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
金属材料において、強度と延性は二律背反の関係にあり、高強度と高延性の両立は難しいとされてきた。そこで、これらの性質を両立しうる金属材料として、ハイエントロピー合金(High Entropy Alloy以下HEA)が近年注目されている。また、HEAと同様に強度と延性を両立するとされる調和組織制御法が知られている。本研究では、HEAの性能を最大限に引き出すための最適な組織制御を明らかにすることを目指し、代表的なHEAであるCantor合金を中心に種々の調和組織材料を作製し、その力学特性を評価した。
Cantor合金に対して、メカニカルミリング(MM)および放電プラズマ焼結(SPS)により、調和組織制御を施した結果、次のことが明らかとなった。MMにより、粉末表層部（Shell）と中心部（Core）とで異なる組織を形成するShell／Core粉末を作製することができる。このShell／Core粉末をSPSにより焼結することで、微細結晶粒領域がネットワーク状に粗大結晶粒領域を取り囲んだ調和組織材料を作製することができる。MM条件を調節することで、種々のShell割合や結晶粒径を有する調和組織材料を作製することができる。Cantor合金調和組織材料は、均一結晶粒組織材料と比較して、優れた強度・延性バランスを示すことが明らかとなった。
また、MMによりCantor合金粉末の周りにAlCrFeCoNi粉末が付着した複合化MM粉末を作製することができ、その粉末を焼結することによりAlCrFeCoNiがネットワークを形成しCantor合金がその間に分散するAlCrFeCoNi/Cantor複合調和組織材料を作製することができる。この複合調和組織材料の降伏強度はCantor合金よりも上回るが、延性は劣ることが明らかとなった。しかしながら、熱処理を行うことで延性を向上させることができる。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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