| 研究課題/領域番号 |
20K04168
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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18010:材料力学および機械材料関連
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| 研究機関 | 摂南大学 |
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研究代表者 |
池田 周之 摂南大学, 理工学部, 教授 (50845724)
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| 研究分担者 |
三宅 修吾 神戸市立工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (60743953)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | チタン合金 / 純アルミニウム / 粉末 / 圧粉成形 / 焼結 / Ti-6Al-4V / 純Al / HIP / 粉末冶金 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
金属粉末積層造形（AM；Additive Manufacturing）の普及に伴い、特に航空機部品、医療用インプラントなどにおいてチタン合金粉末の需要が急増している。しかしながら、AMで利用できるのは小粒径（チタン合金の場合は45μm以下）に限られており、大粒径粉末を用いた部品製造技術は実用化されていない。本研究では汎用チタン合金として使用量が圧倒的に多いTi-6Al-4V合金の大粒径粉末（45μm以上）を対象に最適な添加合金成分と超急冷HIP法による組織制御指針を明確化する。
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| 研究成果の概要 |
チタン合金粉末をベースに純アルミニウム粉末を添加して鍛造素材を大気中において短時間で製造できるプロセスを検討し、金属組織に及ぼす両元素の影響を調査した。その結果、アルミニウムのバインダー効果により相対密度が向上して室温での圧粉成形が可能になること、この圧粉成形体を高温焼結するとチタンとアルミニウムの化合物により結晶粒成長が抑制でき高品質な鍛造素材を製造できる可能性があることを見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では「高温加熱時の結晶粒成長をいかにして抑制・防止するか」に関して、「純アルミニウム粉末の添加により金属間化合物を生成させ、チタン合金粉末の合体と結晶粒成長を抑制可能」との学術的成果を得た。さらに、真空中で3時間程度かけていたHIP処理を省略可能な大気中での短時間熱処理を見出だしたことにより低コスト、低CO2排出量で適用部品を拡大できる社会的意義がある。
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