2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of high strength nanocrystalline alloys with high ductility controlled by dynamic structural changes during plastic deformation
| Project/Area Number |
25249103
|
|---|
| Research Institution | University of Hyogo |
|---|
Principal Investigator |
山崎 徹 兵庫県立大学, 工学研究科, 教授 (30137252)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
足立 大樹 兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (00335192)
藤田 和孝 宇部工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (10156862)
網谷 健児 東北大学, 金属材料研究所, 特任准教授 (30463798)
三浦 永理 兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (70315258)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-10-21 – 2017-03-31
|
| Keywords | 電解析出 / Ni-W合金 / ナノ結晶 / アモルファス / 加工硬化 / 金属ガラス |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究において、著者らが検討してきた電解析出Ni-W合金は、W含有量を14.4～19.9 at. %の範囲で 制御することにより、ナノ結晶・アモルファスの複合組織からなるナノヘテロ組織を形成させることができ、引張破断強度が2000 MPa～3000 MPaで、塑性破断伸びが約１％から最大７％以上の大きな塑性変形能を示した。このような硬質材料で大きな塑性変形が実現することは、局所変形部分において加工硬化していることを示唆している。これは、元々、加工硬化しない粒径5nmのナノ結晶とアモルファスを複合させることによって新規加工硬化メカニズムが発現したといえる。この加工硬化メカニズムについては、昨年度までの放射光を利用した剪断変形部の微小Ｘ線回折測定により、塑性変形誘起のナノ結晶粒子成長による硬質化であると結論した。
一方、このNi-W合金の引張塑性変形伸びに関する実験結果は大きくばらついている。この原因として、塑性誘起粒成長が生ずるためには、母相アモルファス相との原子拡散が必要であり、主に、アモルファス相中に残留するフリーボリューム量に依存するものと考えられた。この残留フリーボリューム量を制御するため、バルク状のZr-Cu-Ni-Al系金属ガラス合金に貴金属を加えて熱処理するとこにより、ナノ準結晶/アモルファスの複合合金を作製し、これに強加工処理を加えることによりアモルファス相中のフリーボリュームを制御し、高延性を有する硬質材料を得ることができた。本方法は新しい高強度・高延性材料の作製技術として広く応用できるものと考えられる。
硬質のNi-Wナノ結晶合金金型を用いた純Alへのナノインプリントについても、純Al基板に強加工を加えて結晶粒サイズを百nmから数百nmにナノ結晶化することにより、300 nm～600 nmのLine & Space構造を良好に転写することができた。
|
| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
|
