| 研究課題/領域番号 |
01550077
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
材料力学
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| 研究機関 | 上智大学 |
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研究代表者 |
野末 章 上智大学, 理工学部, 助教授 (80146802)
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| 研究分担者 |
鈴木 啓史 上智大学, 理工学部, 助手 (30154579)
白砂 洋志夫 上智大学, 理工学部, 助手 (90053652)
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| 研究期間 (年度) |
1989 – 1990
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| 研究課題ステータス |
完了 (1990年度)
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| 配分額 *注記 |
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
1990年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
1989年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
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| キーワード | チタン合金 / 水素脆性 / 破壊靭性 / 熱処理 / 破壊靱性 / ゾ-ンシ-ルディング |
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| 研究概要 |
平成1ー2年度の2年間において、β型チタン合金の(1)水素脆性感受性の改善、(2)水素を利用した破壊靭性の向上法に関する研究を実施した。
冷間加工性に優れるβ型チタン合金は最も使用されているα+β型チタン合金のTiー6A1ー4V合金と比べ、水素脆性感受性が極めて高い。そこで、水素脆性感受性の改善するための研究を実施した。時効時間を変化させた実験より、析出α相の量を減少させることにより本合金の水素脆性感受性の低下をもたらすことが判明した。しかし、析出α相の分布状態を制御することにより、強度低下を伴わず、水素脆性感受性を低下させる方法を検討した。β粒界近傍にα相の無析出帯を存在させる熱処理を施すことにより、実用的に十分な強度(σ_B=約125kg/mm^2)を有し、水素脆性感受性の改善が可能となった。この無析出帯は低強度、高靭性であることから、き裂進展の阻止物として作用した思われる。具体的には、比較的高温の950℃で溶体化処理後、510℃で4時間の時効処理を施し、β粒界付近へのα相の析出を抑制し、β粒内にα相を均一に析出させるために最初の時効温度より低温の440℃で3時間の時効を行った。
上記のように水素はチタン合金において有害なものである。次に、この水素を有効利用し破壊靭性の向上を試みた。セラミックス、複合材料などで用いられているZone shieldingを本合金について適用する。陰極電解法により水素添加し、その後真空中で比較的高温に保持することにより、析出α相中に水素化物を残しながら、β相中の固溶水素を放出した。この材料を負荷すると、析出α相中の水素化物の微細な割れによる応力緩和が生じ、破壊靭性は約20%増加した。
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