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非等量配合高エントロピー合金における結晶粒超微細化と変形挙動の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17H03415
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 構造・機能材料
研究機関大阪大学

研究代表者

安田 弘行  大阪大学, 工学研究科, 教授 (60294021)

研究分担者 趙 研  大阪大学, 工学研究科, 講師 (00633661)
永瀬 丈嗣  大阪大学, 超高圧電子顕微鏡センター, 准教授 (50362661)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2017年度: 13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円)
キーワード構造・機能材料 / 社会基盤構造材料 / ハイエントロピー合金 / 転位 / 格子欠陥
研究成果の概要

非等量配合fcc型ハイエントロピー合金であるAlxCoCrFeNi、CoCr1+yFeNi1-yMnでは、結晶粒界やせん断帯等の格子欠陥部でそれぞれNiAl、シグマ相が超高速析出し、結晶粒界をピン止めすることにより、単純な圧延再結晶処理だけで、それぞれ最小平均粒径0.7μm、1.4μmの超微細粒組織が得られた。これに伴い、室温にて、優れた強度-延性バランスが得られた。降伏応力はHall-Petchの関係、fcc母相の平均結晶粒径は、修正Zener-Smithモデルとよい一致を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

5種類以上の構成元素を等量配合するのではなく、あえて非等量配合とすることで、結晶粒界、せん断帯といった格子欠陥部に第2相を高速析出させ、そのピン止め効果により超微細粒を得る、というアイディアは、申請者が世界で初めて考案したものである。単純な圧延再結晶処理で超微細粒化が達成できる点が長所である。論文発表、国際会議発表を通じて、このアイディアは世界の知るところとなり、現在では、類似の研究に関する報告が後を絶たない。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Grain refinement of non-equiatomic Cr-rich CoCrFeMnNi high-entropy alloys through combination of cold rolling and precipitation of σ phase2018

    • 著者名/発表者名
      Cho Ken、Fujioka Yumi、Nagase Takeshi、Yasuda Hiroyuki Y.
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering: A

      巻: 735 ページ: 191-200

    • DOI

      10.1016/j.msea.2018.08.038

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] AlxCoCrFeMnNiハイエントロピー合金の結晶粒微細化と析出挙動の解明2019

    • 著者名/発表者名
      本村陸央、趙研、安田弘行
    • 学会等名
      日本金属学会2019年秋期大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Effect of NiAl precipitates on grain refinement in AlxCoCrFeNi high entropy alloys2018

    • 著者名/発表者名
      H. Y. Yasuda, H. Miyamoto, T. Inagaki, K. Cho and T. Nagase
    • 学会等名
      TMS2018 annual meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 非等量配合ハイエントロピー合金の微細組織2017

    • 著者名/発表者名
      藤岡由美、趙研、永瀬丈嗣、安田弘行
    • 学会等名
      日本金属学会2017年秋期大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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