2014 Fiscal Year Annual Research Report
チタン合金の革新的な組織制御法と低温・高速化される超塑性機構の新しい指導原理
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25709068
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| Research Institution | Kagawa University |
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Principal Investigator |
松本 洋明 香川大学, 工学部, 准教授 (40372312)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 機械材料・材料力学 / チタン合金 / 超塑性成形 / 組織制御 / マルテンサイト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
・変形機構に及ぼすα/β相量比、結晶粒径および粒界の特徴の超塑性特性に及ぼす影響(α’-UFG材、Ti-6Al-4V合金)
準安定α単相組織で超微細粒組織(d=0.4μm)を呈す&α’-UFG材にて、粒界上での動的なβ析出は応力緩和機構として強く作用し、超塑性特性の改善に貢献する(前年度でも秋落下としている)。本年度では更に、ここで、700℃-10-2s-1の低温・高速変形過程にてβ析出は変形初期・中期(～100%)で完了し、変形後期では、β相は粒成長しながらα/β界面での粒界すべりを促進する事を明らかとした。活動する変形機構として転位すべり・回復機構も作用するが、応力緩和試験により、より定量的に粒界すべりの活動頻度を評価した。その結果、本α’-UFG材にて700℃-10-3s-1 の条件では70％の頻度で、また700℃-10-2s-1 の条件では50%の頻度で粒界すべりが活動する事が明らかとなった。
・有限要素シミュレーションを駆使したα’-UFG材の超塑性の変形解析
実験で得られた塑性流動特性をベースとして、最適な超塑性の構成式を構築した。これを汎用のFEMコードであるDEFORM-３Dにサブルーチンで導入して、複雑形状への超塑性成形性の評価・解析を行い、良好な加工特性を示し、低温・高速変形でも複雑形状への成形加工が可能である事が示された。
・α’マルテンサイト組織を出発組織とした直接的な高温変形挙動の評価とプロセス設計
準安定状態からの平衡相の析出・分解、また動的再結晶の高温変形挙動に及ぼす影響を評価するため、α’マルテンサイト組織を出発組織とした、直接的な高温変形挙動の評価を行った。その結果、強い超塑性現象は発現しないが、700℃～900℃の試験温度で動的球状化現象もしくは不連続動的再結晶が変形中期で活発に発現し、変形中期以降で流動特性および変形機構が変化する事が分かった。
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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
基礎的な変形特性の解明、および変形の構成式の構築とシミュレーションへの展開、精度ある再現性の確認ができ、最終年度に向けた成果は概ね順調に挙げている。
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| Strategy for Future Research Activity |
変形機構に及ぼす準安定組織からの相変態の影響に注目した体系的な研究を遂行する。それにより、チタン合金の超塑性 低温・高速化に向けた新しい組織制御の方向性を明示する。
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| Causes of Carryover |
消耗品、特に組織観察用に要する経費が少し安く購入できた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
繰越金1493円分についてはH27での計画で組織観察用の消耗品、具体的には薬品の購入を予定している。
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