ディスクリネーション機構によるインバー合金のねじり変形と変形組織のミクロ構造解析

• 研究課題/領域番号: 14655254
• 研究種目: 萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 構造・機能材料
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 森永 正彦 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (50126950)
• 研究分担者: 野田 俊治 大同特殊鋼(株), 中央研究所, 主任研究員 ; 村田 純教 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (10144213)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2003
• 研究課題ステータス: 完了 (2003年度)
• 配分額: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円); 2003年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2002年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
• キーワード: インバー合金 / ねじり変形 / ディスクリネーション / ナノ結晶

研究概要

合金組成が全く同じFe-Ni-Mo-C系インバー合金の熱処理だけが異なる二種類の合金で、破断に至るまでのねじり回数(回転角)が大きく異なる現象について、加工誘起変態の関与、ディスクリネーション(回位)機構などのねじり変形現象の特異性の観点からミクロ変形組織を調べることが木研究の目的である。初年度は、異なる熱処理を施したFe-Ni-Mo-C系インバー合金における析出物の種類、量などを調べMs点の評価を行い、加工誘起変態との関連を検討した。その結果、(i)炭素を0.6mass%添加したFe-25Ni-Mo-C系インバー合金にそれぞれ2種類の熱処理(例:650℃で6時間(R材)、720℃で6時間(S材))を施すと、R材では数回のねじりで破断したのに対し、S材では100回以上のねじり変形が可能であった。(ii)両材における析出相はMo_2C炭化物で、その析出量はR材で約31%、S材で約2.4%と、S材ではやや少ないことがわかった。(iii)R材、S材それぞれの母相に含まれるMo量およびNi量からそれぞれのMs点を見積った結果、これら両材料で加工誘起変態が生じているとは考えにくいことがわかった。
これら前年度の結果を受けて、本年度はS材の高分解能電子顕微鏡によりその組織観察を実施し、変形で生じたミクロ組織を検討した。その結果、以下のことが明らかとなった。(1)100回以上のねじり変形後のS材の組織は数十ナノメートル程度の極めて微細な結晶から成っていた。(2)結晶粒内にはこれまで報告されているように転位は観察されなかった。(3)結晶粒内、結晶粒界のいずれにもディスクリネーション変形を示唆する組織は認められなかった。
以上の結果から、炭素を0.6mass%含むFe-25Ni-Mo-C系インバー合金における熱処理にともなうねじり変形能の差は、Mo_2C炭化物の析出量や分散の差により局部的な応力集中をすることなくナノ結晶形成が可能かどうかの差に依ると推察された。