2023 Fiscal Year Annual Research Report
高濃度酸素含有チタン積層造形体の高強度・高延性化に資する特異な組織形成機構の解明
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20K05155
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
梅田 純子 大阪大学, 接合科学研究所, 教授 (50345162)
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2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | チタン / 積層造形体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，これまで「負の材料因子」とされた酸素成分を多量に含むチタン積層造形体における高強度・高延性の両立を目指している．具体的には，金属積層造形法の一つであるレーザ粉末床溶融結合法（LPBF）により作製した高濃度酸素含有チタン材を対象に，チタン粉末の超急速溶融・冷却凝固過程で形成される特異な組織形態（針状 α/α’マルテンサイト相）と結晶配向性および固溶酸素の分布状態に関する詳細な解析を通じて，これらの特異な結晶集合組織の形成挙動と力学特性の相関解明を目的としている．これまでに高濃度の酸素成分が固溶するTi積層造形材を対象に力学特性評価を行った結果，酸素含有量の増加に伴い，その引張強度は上昇すると共に高い破断伸び値を維持していること示し，酸素固溶強化が支配的な強化因子であることを明らかにした．本年度は，高酸素固溶Ti積層造形試料を作製し，高酸素濃度域による高強度化機構と変形挙動をSEM内引張試験およびEBSD観察を通じて調査した．その結果，LPBF法の特徴である超急冷凝固現象によりα’相を形成することで，従来材とは異なる塑性変形機構を発現した．従来不活性とされてきた錐面すべりや底面すべり，柱面すべり，双晶変形が活性化していることを明らかにした．今後は，これらの結果に関して包括的な理解を通じて，高濃度酸素含有Ti積層造形体における固溶酸素成分の濃淡による機能分担を促し，高強度・高延性化に資する特異な組織形成機構の解明を目指す．
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