2011 Fiscal Year Annual Research Report
超強加工した金属材料の特異な性質を支配する格子欠陥の同定・定量とその安定性の解明
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21360311
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
沼倉 宏 大阪府立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40189353)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
千星 聡 東北大学, 金属材料研究所, 講師 (00364026)
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| Keywords | 格子欠陥 / 回復・再結晶 / 結晶粒微細化 / 力学特性 / 結晶塑性 / 弾性 / 内部摩擦 / メカニカル・スペクトロスコピー |
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| Research Abstract |
前年度に続き,純度99.99%の高純度鉄(炭素含有量20mol ppm)に湿水素焼鈍を施して炭素含有量を1mol ppm未満に低減し,それを出発材として繰り返し重ね接合圧延(ARB)法によってひずみ5.6まで強加工して,主として走査電子顕微鏡観察と動的弾性率測定によって微細組織と結晶欠陥の回復挙動を詳しく調べた.得られた結果を初年度に調査した99.99%鉄についての結果と比較し,以下の知見を得た.、(1)20mol ppm程度の炭素が固溶していると,強加工により結晶粒が速やかに均一に微細化する.(2)炭素濃度が低いと強加工しても圧延方向に結晶の<110>が平行な粗大結晶粒が残る.この結晶方位は圧延における安定方位で転位が蓄積されにくいので,転位の動きに対する障害物(例えば不純物原子)が少ないとこの方位の結晶粒を分断するような大角粒界の形成がほとんど起こらない.(3)炭素濃度が高いほうがより多くの転位が導入され組織がより微細となり,それを反映して力学特性の変化も大きい.(4)炭素濃度が高いほうが加工組織が熱的に安定で,回復・再結晶が進行しにくい.以上より,本研究の成果は次のようにまとめられる.純度が高いと超強加工による結晶粒微細化が難しく,超微細粒材料を効率良く作製するには固溶炭素をある程度以上含んでいることが必要である.また,固溶炭素の存在は微細組織の熱的安定性にも有利にはたらく.ニッケルについては,同様にARB法で強加工して力学特性を引張試験により調べるとともに,動的弾性率測定によって欠陥を同定し,それらの欠陥の回復挙動を詳しく調べた.結晶粒微細化によって大量に形成された大角結晶粒界がひきおこす力学緩和が観測され,その強度の変化から加熱による粒界密度の低下を追跡することに成功した.しかし溶質原子の影響を調べるには至らなかった.
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