| 研究課題/領域番号 |
18K11712
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分64030:環境材料およびリサイクル技術関連
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
松木 一弘 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (30253115)
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| 研究分担者 |
崔 龍範 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 准教授 (00457269)
佐々木 元 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (30192595)
許 哲峰 広島大学, 工学研究科, 特任助教 (70620863)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 鋳放し使用Ｔi合金 / 合金設計 / 浮揚溶解 / 合金元素戦略 / 低コストチタン合金 / 省エネルギー製造プロセス / 鋳放し使用チタン合金 / 浮揚溶解・凝固 / 材質制御 / 省エネルギー合金 / 安価チタン合金 / 鋳放し使用合金 / 製造プロセスの簡素化 / 格子定数 / 相境界 / 引張特性 / 凝固偏析 / 環境対応合金 / 鋳放使用 / 環境対応型チタン合金 / 変形挙動タイプ / 金属元素戦略 / 省エネルギープロセス / 環境対応Ti合金 / 組成最適化 / 製造プロセス最適化 |
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| 研究成果の概要 |
鋳放し状態で高性能β型Ti合金開発のため、電子パラメータBoとMdを用い相境界図中で組成を提案した。元素の凝固偏析度合や変形挙動から特性推定して組成提案し、唯一の浮揚溶解・凝固プロセスで組織制御を行った。煩雑後処理の汎用15-3-3-3合金の価格は後処理省略で約40%価格削減が期待できる。合金設計と組織制御で開発鋳放し合金は汎用と同等の特性を有し、35％の省エネルギー効果が得られた。例、Ti-5Cr-5Mn-2.5Zr-2Fe、Ti-10.5Cr-5.4Mn-2.4Zr-1Al合金は降伏応力950MPa, 引張強さ1030MPa, 破断伸び10%以上、腐食では汎用合金に比べ腐食量が半減した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
Ti合金最終コストは、原材料費用を１、鋳造費が0.5、後処理が1.5となり、航空機用途の場合、２次加工費は２と推定でき、後処理簡素化が急務である。しかし単一の鋳造プロセスのみで組織・材質制御までを達成することは、有史以来例をみない。鋳放し状態では元素の凝固偏析、非平衡相の出現、構成相の不安定性、組織構造の不健全性が問題となる。金属学・材料開発が提唱されて以来、高性能化には希少金属元素の合金化と製造プロセスの複雑化で対応してきた。ユビキタス元素多用、製造プロセス簡素化は、製造プロセス原理と合金化学の相関をマルチスケールで解明して理論化すると言う集大成でのみ成就でき、目下の環境保全にも最適である。
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