2015 Fiscal Year Annual Research Report
マルテンサイト変態の核生成時間―磁場を用いたアプローチ
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25249086
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
掛下 知行 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90127209)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
寺井 智之 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (20346183)
福田 隆 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50228912)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | カイネティクス / 核生成 / マルテンサイト変態 / 磁場 / 状態図 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
マルテンサイト変態は，鉄鋼材料の強靭化や形状記憶合金における巨大歪の出現など多く構造・機能材料において重要な役割を果たす相変態である．マルテンサイト変態は，一般に核生成・成長により進行することが知られているが，その核生成機構に関する理解は未だ十分ではない．特に，核生成には潜伏時間が必要であることが知られているが，そもそもなぜ潜伏時間が必要なのか，また潜伏時間に何が進行しているのかということについては，殆ど理解されていない．この核生成についての理解を深めるために，本年度はTi-Ni系の合金を用いて相変態の時間依存性を調査した．Ti-Ni系合金は極めて優れた特性を有する形状記憶合金として知られている．従来この合金におけるマルテンサイト変態は時間に依存しないものと考えられてきた．しかしながら，相変態開始温度150K程度まで下げると，変態が明瞭な時間依存性を有することを見出した．このように時間依存を示す合金について，TTT図を描くとともに，母相・マルテンサイト相の自由エネルギーの評価を行い，我々が提唱してきた核生成モデルを適用することで，Ti-Ni系合金に生成するマルテンサイトの核の大きさを見積もった．その大きさは数nm程度であり，これまでFe-Ni系ならびにNi-Co-Mn-In系において評価した値とほぼ同程度となった．
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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
Ti-Ni系合金のマルテンサイト変態についてTTT(Time-Temperature-Transformation)図を初めて得ることができたことは，大きな成果である．この合金が広く利用されているという事実を考えると，その変態が時間に依存するという本研究の成果は，極めて意義深い．得られた研究成果は，口頭発表するとともに，学術雑誌に投稿しており，進捗状況はおおむね順調であると考えられる．
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| Strategy for Future Research Activity |
Fe-Ni-Mn合金は明瞭な等温変態を示す合金として知られている．また，この合金は磁場によりマルテンサイト変態を誘起できる合金としても知られている．本年度は，Fe-Ni-Mn合金のパルス強磁場下での変態挙動を系統的に調査することにより，マルテンサイト変態に必要な潜伏時間についての更なる理解を深めることを目指す．
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