2015 Fiscal Year Annual Research Report
高生体安全性・Ｘ線造影性金チタン超弾性合金の低温時効強化機構の解明と実用可能性
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26630343
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
細田 秀樹 東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (10251620)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
稲邑 朋也 東京工業大学, 精密工学研究所, 准教授 (60361771)
田原 正樹 東京工業大学, 精密工学研究所, 助教 (80610146)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 構造・機能材料 / マルテンサイト変態 / 生体材料 / 超弾性合金 / 低温時効 / 金合金 / 強化機構 / 第二相 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
機械試験よりAu-51Ti-18Co合金は延びと強度共に良好であったが，Au過剰側になると急激に強度・延性共に劣化すること，Ti過剰側では強度が上昇し，延性が低下することがわかった．Au過剰側でのマルテンサイトはB19相だけではなく，機械的性質と形状記憶効果に有害であるB11相も生成する．このため，機械的性質が良好であったAu-51Ti-18Co，Au-50Ti-18CoおよびAu-50Ti-15Coを中心に幾つもの条件でFloating Zone法による単結晶作製を試みたが単結晶は得られず，また切り出しにより単結晶が作製できるほどの大きな粒径の合金も残念ながら作製できなかった．高融点であり液相からの固相生成反応は特定できなかったが，包晶など単結晶ができにくい相反応で固相が生成する可能性が高いと考えられた．Ti過剰側組成における生成相は，組成・熱処理温度によらず第二相が生成していた．これはB2相ではなくL12相であり，通常のAu-Ti二元系では酸素量などに依存した非平衡相と考えられている相であるが，Co添加組成では平衡相である可能性が高いことがわかった．また，1200℃程度の均質化処理後も残存しており，AuTiCo単相領域を示す溶解度線は，予想より高温側であると示唆された．これらを用い，時効材の電子顕微鏡観察を行ったが，バルクとしてはAPBや空孔ナノクラスタなどの明瞭なナノ構造変化は特に認められなかった．また，AuTi/Coなどの拡散対から求めた見かけの拡散の活性化エネルギーは150kJ/mol程度と通常の空孔拡散の活性化エネルギー程度であり，特に異常に低い値にはならなかった．このことから，時効による低温強化はCo添加による第二相L12相に起因する可能性があることが示唆された．
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