2013 Fiscal Year Research-status Report
局所力学試験における材料応答の本質的理解と化学的不均質性評価手法の構築
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25420764
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
井 誠一郎 独立行政法人物質・材料研究機構, 構造材料ユニット, 主任研究員 (60435146)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大村 孝仁 独立行政法人物質・材料研究機構, 構造材料ユニット, グループリーダー (40343884)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ナノインデンテーション / 力学応答 / 双晶 / 転位 / マルテンサイト / Ti-Ni合金 / Al合金 |
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| Research Abstract |
平成25年度は，主に代表的な形状記憶合金であるTi-Ni系合金についてナノインデンテーションを行い，ポップインのみならずポップイン後の局所力学応答についてデータを系統的に取得する事を目的として研究を行った．異なる変態温度を有する３種類のTi-Ni系合金を作製し，超弾性効果の起源となる応力誘起マルテンサイト変態の挙動や形状記憶効果に寄与するマルテンサイトの変形挙動を系統的に調査した．室温で応力誘起変態が生じるであろうと予測されるNi過剰Ti-Ni合金およびTi-Ni-Fe合金については，荷重除荷後に見られる永久変形量について，負荷荷重に対する依存性が顕著に認められた．また，室温でマルテンサイトとなる等原子比近傍組成のTi-Ni合金については，ナノインデンテーション試験を温度制御した環境下で行い，逆変態点近傍において見かけの変形回復量が大きくなることを確認した．しかしながら，いずれのTi-Ni系合金についても，塑性変形が主として転位の運動で担われる通常の金属材料で認められるようなポップイン現象は現れなかった．熱弾性型マルテンサイトの塑性変形は，支配的な内部欠陥である双晶の界面移動やそれに伴うバリアントの食い合いで進行すると考えられているが，このような双晶界面の移動に対応したナノインデンテーション試験時の力学応答が，通常の金属材料をナノインデンテーションに供した際に認められるポップイン現象に対応する転位の集団的な発生・増殖とはその力学応答が本質的に異なると考えている．今後は，ポップイン前後の見かけの加工硬化率を見積もることなどにより．より定量的な評価を行う必要がある．また，Fe-3%Si固溶体のナノインデンテーションやAl-Mg合金の初期組織制御等も並行して実施した．
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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
一部は初期組織制御等，予備実験にとどまっているものあるが，Ti-Ni合金についての系統的なナノインデンテーションの実施およびそれらの変形機構に対する理解，およびBCC系のFe-3％Si合金における転位挙動や粒界との相互作用等，概ね順調に進展していると考える．
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| Strategy for Future Research Activity |
本年12月までは研究代表者の機関内人事異動で，代表者が実施する予定の研究については大幅な進展は見込めない状況であるが，分担者とは緊密な連絡を取り合い，研究を推進する．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
本年は，これまでの研究で使用してきた合金等を合理的かつ計画的に使用することで，経費削減に成功した．
次年度は，前述の通り研究代表者の機関内人事異動に伴い，研究の大幅な進展は見込めないことを予測しているが，実施可能になった後により計画的に研究が遂行できるよう，素材購入やその加工処理等を予め行う予定である．また，本年度に得られた成果については国外の研究者も興味を示しており，その打合せ等の旅費としても利用する予定である．
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