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極低温域で動作する新規TiNi基超弾性合金の開発

Research Project

Project/Area Number 17J02434
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Physical properties of metals/Metal-base materials
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

木村 雄太  東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords形状記憶合金 / マルテンサイト変態
Outline of Annual Research Achievements

本研究の主な目的は,TiNi基形状記憶合金において発現するマルテンサイト変態(M変態)の前駆現象(Commensurate-Incommensurate転移:C-IC転移)を結晶学的,熱力学的および機械的影響を調査し,また単結晶材における低温域における応力ヒステリシス(σhys)の温度依存性を調査し.低温域で動作する超弾性合金への応用を探索することである.以前の研究成果によると,Ti50.0-xNi40.0+xCu10.0合金においてC-IC転移はNiを過剰に添加することにより,DSC曲線のブロードなピーク(Intermediate相:I相と呼称)として観察できることを見出した.本年度は,Ni過剰にしたTiNi基合金に着目しC-IC転移の本質とそのM変態へ与える熱力学的影響の調査を目的とし,研究を行なった.
TiNi合金にFeを2at%以上Feを添加することで,M変態前にC-IC転移が存在することが先行研究によって知られている.そこで,本年度はFeを3at%添加したTi50.0-xNi47.0+xFe3.0合金を用いて,Ni過剰側におけるC-IC転移に伴う比熱および結晶構造の変化を調査するとともに,Ni過剰側のM変態の相図も決定した.その結果,Niの増大とともにM変態温度は低下する傾向が見られた.また47.4at%Ni以上でI相に起因するブロードな比熱のピークを観察した.このC-IC転移のピーク温度は,Ni組成に依存せずほぼ一定である.TEM観察の結果,I相を経てR相となる場合(Ni量が41.4at%以上),I相の微細ナノ組織をほぼ維持したまま明瞭な双晶界面を持たないR相が形成されることを観察し,I相はM変態に影響を与える重要な相転移であることを見出した.この結果は,2018年3月の金属学会で発表し,これから論文に投稿する予定である.

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (1 results)

All 2018

All Presentation (1 results)

  • [Presentation] Ti59.90xNi47.0+xFe3.0合金におけるR相変態とC-IC転移2018

    • Author(s)
      木村雄太
    • Organizer
      日本金属学会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

URL: 

Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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