2011 Fiscal Year Research-status Report
元素偏析を利用したβ型チタン合金のハイブリッド組織形成と高延性化
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23560851
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
江村 聡 独立行政法人物質・材料研究機構, 元素戦略材料センター, 主任研究員 (00354184)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2014-03-31
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| Keywords | ベータ型チタン合金 / 偏析 / ヘテロ構造 / 強度延性バランス / オメガ相 |
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| Research Abstract |
本研究はベータ型Ti-Mo系合金において、Moの元素偏析に起因した渦状組織(Van Gogh’s Sky(VGS)組織)を現出させ、析出相の分布状態や変形モードが局所的に変化したハイブリッド材料の作り込みを行うとともに、 VGS組織と機械的性質の関連性を見いだすための定量化手法の確立およびVGS組織の形成過程や機械的性質の発現機構の解明を目指すものである。 本年度は主に以下のような成果が得られた。(1)VGS組織による室温延性の向上が確認されている Ti-12重量％Mo合金250℃時効材について、1%の引張塑性変形を加えた材料の変形組織を観察し、VGS組織の有無による影響を検討した。VGS組織を有しない材料（低延性）では試験片平行部の特定箇所に変形が集中しており、一方VGS組織を有する材料（高延性）では平行部全体に変形が分散する傾向が観察された。VGS組織の存在によって時効中に析出する硬質オメガ相が不均一に分散していることが影響していると考えられる。(2)Ti-12Mo合金について時効条件（温度、時間）を変化させ室温引張特性に対するVGS組織の影響を調べた。これまでのところ引張強度が1000～1100MPa程度となる時効条件でVGS組織による引張伸びの向上の効果が大きい。また絞りに関してはより広範囲の時効条件でVGS組織による向上が見られた。(3)異なったVGS組織を得る目的で0.05重量%の微量ボロンを添加したTi-12Mo合金を溶製した。ボロン添加によってVGS組織の渦の形状が変化した。現在室温引張特性への影響を調べている。
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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
本年度の研究によって、VGS組織による室温延性向上について変形箇所の分散が大きく寄与していること、特に延性が向上する特定の時効条件が存在することがわかった。こうした知見は次年度以降より機械的特性の優れたVGS組織を作り込む上で非常に有益であり、研究はおおむね順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度以降の2年間で溶解・加工・熱処理条件を変化させることでVGS組織の形態を変化させると共に得られたVGS組織の3次元観察・定量化に取り組む。次年度は特に溶製インゴットのサイズを変える、溶製後のインゴットに加工前に熱処理を加える、などの手法で加工前の偏析条件を変化させ、VGS組織を変化させること、および偏析によって形作られているVGS組織を可視化し3次元観察を行うことに重点を置く。一方で引張試験、硬さ試験、ナノインデンテーション試験を併用し、マルチスケールでVGS組織の変形機構・力学応答を評価する。以上の実験・検討を組み合わせることでVGS組織において機械的性質、特に延性の向上に寄与するパラメータを見出すとともに、そうしたパラメータを制御するプロセス条件を把握する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
当初予定通り材料のチタン合金の溶製原料の購入および引張特性評価のための試験片作成を中心に、実験用の理化学用品・薬品の購入や研究成果公表のための学会参加や論文投稿に関する費用を支出する予定である。また本年度に予定していた研究打ち合わせのための出張を行わなかったため未使用額が生じており、次年度出張を行う予定にしている。
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Research Products
(1 results)
