2021 Fiscal Year Annual Research Report
β型Ti合金における特異な{332}双晶変形の前駆現象解明と力学特性制御への応用
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19K05060
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
趙 研 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (00633661)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 双晶変形 / マルテンサイト / ひずみ速度依存性 / 単結晶 / 加工硬化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和２年度の研究成果から、変形に伴う{332}<113>双晶の形成に準安定β型合金特有の応力誘起α"マルテンサイト相が大きく関わっていることが明らかとなった。そこで、令和３年度は、まず、応力誘起α"マルテンサイト相の形成に大きな影響を及ぼすと考えられる、ひずみ速度に着目し、その形成過程をより詳細に調査した。多結晶試料についてひずみ急変試験を実施した結果、引張強度は、ひずみ速度の減少および増加に伴ってそれぞれ低下、上昇することが明らかとなった。一方、興味深いことに、加工硬化率は、ひずみ速度の減少および増加に伴ってそれぞれ上昇、低下した。そこで、2つのひずみ速度1.7×10-3 /sおよび1.7×10-5 /sにおける変形機構を解明するため、それぞれひずみ速度一定の引張試験を実施した。その結果、降伏応力および最大引張強度は、低ひずみ速度の場合の方が低くなるのに対して、加工硬化率および加工硬化指数は、高ひずみ速度の場方が大きくなることが明らかとなった。これはひずみ速度急変試験と同様の結果である。さらに、各変形後の試料について、変形組織を電子線後方散乱回折法で調査した結果、ひずみ速度によらず主に応力誘起αマルテンサイト相変態が塑性変形を担っていることが明らかとなった。そこで、次に単結晶試料に対して、α"マルテンサイト相の形成に有利な方位において、異なるひずみ速度で引張試験を実施した。その結果、低ひずみ速度にて変形した場合のみ、α"マルテンサイト相中に{111} type-I双晶が確認された。このことから、低ひずみ速度変形時の高い加工硬化率は、この{111} type-I双晶の形成に由来することが明らかとなった。本知見を活かすことで、850 MPaを超える強度と35%を超える大きな伸びを両立した新合金の設計に成功した。
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