2021 Fiscal Year Research-status Report
塑性変形能を有する従来にない硬質材料の創製とそのメカニズムの解明
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21K04671
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
中山 博行 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (00510075)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | サーメット / 応力誘起相変態 / マルテンサイト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
TiC-25wt%(Fe(100-x), Ni(x)), x = 0 - 60および100となるようにTiC, FeおよびNi粉末を遊星型ボールミルを用いて、湿式混合した。ここで、FeとNiはモル比である。得られたスラリーを大気中で乾燥後、成形し温度1673 K、保持時間1.8 ksの条件で焼結し、急冷した。作製した試料を上スパン7 mm、下スパン15 mmの条件で4点曲げ試験を行った。その際、試料下部に歪みゲージを貼り付け応力-歪み曲線を取得した。また、XRDによる相同定、SEMによる組織観察も併せて行った。
作製した試料はTiCとFeNi合金から形成されていた。この際のFeNi合金はNi量が増加するにつれbcc単相からbccとfcc相の2相共存、fcc単相へと構造が変化した。これら試料の4点曲げ強度と破断歪みを調べたところ、x = 0から50までの組成では強度、破断伸びともに向上した。しかし、x = 60以上ではこれらは、逆に低下した。この時の破断伸びは最大で約1％を示した。XRDにより曲げ試験後の破面を調べたところ、強度、伸びともに高い値を示した試料は、FeNi合金のfcc相がbcc相へと応力誘起相変態していることが示唆された。これらより、結合相のFeNi合金の相変態を利用することで、サーメットの強度、伸びがともに改善できることがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定通り、TiCを硬質相、FeNi合金を結合相に用いたサーメットを作製し、結合相の応力誘起相変態が試料の強度と破断伸びの向上に寄与していることが確認できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、結合相の応力誘起相変態が試料の強度、靭性にどのように寄与しているかを具体的に調査するとともに、硬質材料としてより広く使用されているTi(C, N)およびWCを硬質相に用いた合金の作製を試みる。
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| Causes of Carryover |
コロナの影響により、参加を予定していた研究会の中止や学会がリモートで開催されるなど、予定していた出張が中止となったため。また、テレワークの実施により出勤が大幅に制限され予定していた物品の購入を見送ったため。
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