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Ti-Mn合金における弾性率の特異挙動の解明および低弾性率化と高強度化の両立

研究課題

研究課題/領域番号 25820367
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 材料加工・組織制御工学
研究機関東北大学

研究代表者

趙 研  東北大学, 金属材料研究所, 助教 (00633661)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2014年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード高強度化 / 低弾性率化 / 非熱的ω相 / 変形誘起ω相 / 固溶強化 / 気孔率制御 / 結晶構造制御 / 高引張強度
研究成果の概要

金属粉末射出成型法を用いて作製したTi-Mn合金について、焼結まま、溶体化処理状態および冷間圧延状態の微細組織と力学的特性を解析、評価した。
これらの結果から、本合金において低弾性率と高強度がトレードオフの関係に無い原因は、非熱的ω相の形成とMnの固溶強化であることが示唆された。
また、焼結条件とMn混合量の最適化により、溶体化処理状態でTi-6Al-4V合金より低弾性率かつ高強度なチタン合金の作製に成功した。さらに、Ti-13Mn合金に圧下率90%の冷間圧延加工を施すことにより、チタン合金のトップレベルの引張強度(最大引張強さ1850 MPa、0.2%引張耐力1820 MPa)が得られた。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (26件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Development of low-cost high-strength beta-type titanium alloys using a metal injection molding2014

    • 著者名/発表者名
      K. Cho, M. Niinomi, M. Nakai, P. F. Santos, Y. Itoh, and M. Ikeda
    • 雑誌名

      Materials Science and Technology 2014 Proceedings

      巻: - ページ: 1551-1558

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nanostructure and fatigue behavior of β-type titanium alloy subjected to high-pressure torsion after aging treatment2014

    • 著者名/発表者名
      Hakan Yilmazer, Mitsuo Niinomi, K. Cho, M. Nakai, J. Hieda and Y. Todaka
    • 雑誌名

      Advanced Materials Research

      巻: 891-892 ページ: 9-14

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/amr.891-892.9

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanical and Biological Biocompatibility of Novel β-Type Ti-Mn Alloys for Biomedical Applications2014

    • 著者名/発表者名
      Ken Cho Mitsuo Niinomi, Masaaki Nakai, Junko Hieda, Pedro Fernandes Santos, Yoshinori Itoh, Tomokazu Hattori, Masahiko Ikeda
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: -

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] MECHANICAL PROPERTIES, MICROSTRUCTURES, AND BIOCOMPATIBILITY OF LOW-COST β-TYPE Ti-Mn ALLOYS FOR BIOMEDICAL APPLICATIONS2014

    • 著者名/発表者名
      Ken Cho, Mitsuo Niinomi, Masaaki Nakai, Junko Hieda, Pedro Fernandes Santos, Yoshinori Itoh, Masahiko Ikeda
    • 雑誌名

      Ceramic Transactions

      巻: -

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanical Properties of Low-Cost Beta-Type Ti-Mn Alloys Fabricated by Metal Injection Molding2013

    • 著者名/発表者名
      K. Cho, M. Niinomi, M. Nakai, J. Hieda, P. F. Santos, Y. Itoh and M. Ikeda
    • 雑誌名

      The 8th Pacific Rim International Congress on Advanced Materials and Processing Proceedings

      巻: - ページ: 1115-1122

    • DOI

      10.1002/9781118792148.ch136

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 変形機構制御によるMo添加型Ti-Mn系合金の強度-延性バランスの改善2015

    • 著者名/発表者名
      趙 研、新家光雄、仲井正昭、劉 恢弘、Pedro Fernandes Santos
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第169回春季講演大会
    • 発表場所
      東京大学(東京都目黒区)
    • 年月日
      2015-03-18 – 2015-03-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Mechanical properties of new Ti-Mn-Mo alloys for use in biomedical applications2015

    • 著者名/発表者名
      Pedro F. Santos, Mitsuo Niinomi, Ken Cho, Masaaki Nakai, Huihong Liu
    • 学会等名
      日本金属学会2015年 春期講演大会
    • 発表場所
      東京大学(東京都目黒区)
    • 年月日
      2015-03-18 – 2015-03-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 低コストβ型Ti-Mn-Mo合金の微細組織および力学的特性に及ぼすMoの影響2014

    • 著者名/発表者名
      趙 研、新家光雄、仲井正昭、Pedro Fernandes Santos
    • 学会等名
      軽金属学会第127回秋期大会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 年月日
      2014-11-15 – 2014-11-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Development of low-cost high-strength beta-type titanium alloys using a metal injection molding2014

    • 著者名/発表者名
      K. Cho, M. Niinomi, M. Nakai, J. Hieda, P. F. Santos, Y. Itoh and, M. Ikeda
    • 学会等名
      Materials Science and Technology Conference and Exposition (MS&T) 2014
    • 発表場所
      Pittsburgh(USA)
    • 年月日
      2014-10-12 – 2014-10-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Evaluation of long-term mechanical and biological biocompatibility of low-cost beta-type Ti-Mn alloys for biomedical applications2014

    • 著者名/発表者名
      K. Cho, M. Niinomi, M. Nakai, J. Hieda, P. F. Santos, A. Liens and M. Ikeda
    • 学会等名
      Materials Science and Technology Conference and Exposition (MS&T) 2014
    • 発表場所
      Pittsburgh(USA)
    • 年月日
      2014-10-12 – 2014-10-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 金属粉末射出成形法により作製した低コストTi-Mn合金のミクロ組織および力学的特性2014

    • 著者名/発表者名
      趙 研、新家光雄、仲井正昭、Pedro Fernandes Santos、伊藤芳典、池田勝彦
    • 学会等名
      日本歯科理工学会第64回秋期学術講演会
    • 発表場所
      アステールプラザ(広島県広島市)
    • 年月日
      2014-10-04 – 2014-10-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 金属粉末射出成形法を用いて作製した低コストβ型Ti-Mn合金の冷間圧延による高強度化2014

    • 著者名/発表者名
      趙 研、新家光雄、仲井正昭、Pedro Fernandes Santos、伊藤芳典、池田勝彦
    • 学会等名
      日本金属学会2014年 秋期講演大会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Mechanical properties, microstructures and biocompatibility of low-cost β-type Ti-Mn alloys fabricated by CCLM and MIM methods2014

    • 著者名/発表者名
      Pedro F. Santos, Mitsuo Niinomi, Ken Cho, Masaaki Nakai, Yoshinori Itoh, Masahiko Ikeda
    • 学会等名
      日本金属学会2014年 秋期講演大会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 揚溶解法および金属粉末射出成型法を用いて作製した低コストβ型Ti-Mn合金の力学的特性と微細組織2014

    • 著者名/発表者名
      趙 研、新家光雄、仲井正昭、稗田純子、Pedro Fernandes Santos、伊藤芳典、池田勝彦
    • 学会等名
      軽金属学会第126回春期大会
    • 発表場所
      広島大学(広島県東広島市)
    • 年月日
      2014-05-17 – 2014-05-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 金属粉末射出成形を用いて作製したβ型Ti-Mn合金の 力学的特性に冷間圧延が及ぼす影響 Effect of cold rolling on mechanical properties of β-type Ti-Mn alloys fabricated by metal injection molding2014

    • 著者名/発表者名
      趙 研、新家光雄、仲井正昭、稗田純子、Pedro Fernandes Santos, 伊藤芳典、池田勝彦
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第167回春季講演大会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Comparison of mechanical properties of low-cost β-type Ti-xMn alloys for biomedical applications fabricated by CCLM and MIM methods2014

    • 著者名/発表者名
      FERNANDES SANTOS Pedro, Niinomi Mitsuo, Cho Ken, Nakai Masaaki, Hieda Junko, Itoh Yoshinori, Ikeda Masahiko
    • 学会等名
      日本金属学会2014年度春期大会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Relationship between mechanical properties and microstructure of low-cost β-type Ti-Mn alloys for biomedical applications2013

    • 著者名/発表者名
      Pedro Fernandes Santos, Mitsuo Niinomi, Ken Cho, Masaaki Nakai, Junko Hieda, Yoshinori Itoh, Masahiko Ikeda
    • 学会等名
      日本金属学会2013年度秋期大会
    • 発表場所
      金沢
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 生体用低コストβ型Ti-Mn合金の動物試験による骨形成能評価および擬似体液中でのMnイオンの溶出量評価2013

    • 著者名/発表者名
      趙 研, 新家光雄, 仲井正昭, 稗田純子, Pedro Fernandes Santos, 服部友一, 池田勝彦
    • 学会等名
      日本金属学会2013年度秋期大会
    • 発表場所
      金沢
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Microstructures and mechanical properties of Ti-Mn alloys for biomedical applications produced by metal injection molding and cold crucible levitation melting2013

    • 著者名/発表者名
      P.F. Santos, M. Niinomi, K. Cho, M. Nakai, J. Hieda, Y. Itoh and M. Ikeda
    • 学会等名
      第21回日本機械学会 機械・材料加工技術講演会(M&P2013)
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 生体用β型チタン-マンガン合金の細胞試験および動物試験に基づいた生体適合性評価2013

    • 著者名/発表者名
      趙 研, 新家光雄, 仲井正昭, 稗田純子, Pedro Fernandes Santos ,平野光弘, 大津直史, 服部友一, 池田勝彦
    • 学会等名
      第35回日本バイオマテリアル学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Investigation of relationship between microstructures and mechanical properties of Ti-Mn alloys fabricated by metal injection molding for biomedical applications2013

    • 著者名/発表者名
      P. F. Santos, M. Niinomi, K. Cho, M. Nakai, J. Hieda, Y. Itoh and M. Ikeda
    • 学会等名
      第126回 金属材料研究所(秋季)講演会
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 擬似生体環境および生体内での金属溶出に着目した新規生体用β型Ti-Mn合金の生体適合性評価2013

    • 著者名/発表者名
      趙 研, 新家光雄, 仲井正昭, 稗田純子, Pedro Fernandes Santos, 服部友一, 池田勝彦
    • 学会等名
      第126回 金属材料研究所(秋季)講演会
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Mechanical properties of low-cost β-type Ti-Mn alloys fabricated by metal injection molding2013

    • 著者名/発表者名
      Ken Cho, Mitsuo Niinomi, Masaaki Nakai, Junko Hieda, Pedro Fernandes Santos
    • 学会等名
      The Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing (PRICM-8)
    • 発表場所
      Waikoloa Hawaii, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Investigation of Mechanical Biocompatibility of Low-Cost β-Type Ti-Mn Alloys for Biomedical Applications Fabricated by Metal Injection Molding2013

    • 著者名/発表者名
      Pedro Fernandes Santos, Mitsuo Niinomi, Ken Cho, Masaaki Nakai, Junko Hieda, Yoshinori Itoh and Masahiko Ikeda
    • 学会等名
      XII Brazilian MRS Meeting
    • 発表場所
      Campos do Jordao, BRAZIL
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Mechanical properties, microstructures and biocompatibility of low-cost beta-type Ti-Mn alloys for biomedical applications2013

    • 著者名/発表者名
      Ken Cho, Mitsuo Niinomi, Masaaki Nakai, Junko Hieda, Pedro Santos, Yoshinori Itoh, Naofumi Ohtsu, Mitsuhiro Hirano and Masahiko Ikeda
    • 学会等名
      Materials Science and Technology Conference and Exposition (MS&T) 2013
    • 発表場所
      Montreal, Quebec, CANADA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Mechanical and Biological Biocompatibility of Newly -Developed Beta-type Ti-Mn alloys for Biomedical Applications2013

    • 著者名/発表者名
      Ken Cho, Mitsuo Niinomi, Masaaki Nakai, Junko Hieda, Pedro Fernandes Santos, Yoshinori Itoh, Naofumi Ohtsu, Mitsuhiro Hirano and Masahiko Ikeda
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Processing & Manufacturing of Advanced Materials (THERMEC'2013)
    • 発表場所
      Las Vegas, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Investigation of biocompatibility of high strength low-cost β-type Ti-Mn alloys for biomedical applications2013

    • 著者名/発表者名
      Ken Cho, Mitsuo Niinomi, Masaaki Nakai, Junko Hieda, Pedro Fernandes Santos, Yoshinori Itoh, Naofumi Ohtsu, Mitsuhiro Hirano, Tomokazu Hattori, Masahiko Ikeda
    • 学会等名
      The International Symposium on EcoTopia Science 2013 (ISETS '13)
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Microstructures and mechanical properties of low-cost β-type Ti-Mn alloys fabricated by metal injection molding for biomedical applications

    • 著者名/発表者名
      P. F. Santos, M. Niinomi, K. Cho, M. Nakai, J. Hieda and Y. Itoh
    • 学会等名
      第125回 金属材料研究所(春季)講演会
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 新規生体用チタン合金としての低コストβ型Ti-Mn合金の開発

    • 著者名/発表者名
      趙 研
    • 学会等名
      日本チタン協会チタン若手研究者・技術者交流会
    • 発表場所
      大阪
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Relationship between microstructures and mechanical properties of metal injection molded Ti-Mn alloys

    • 著者名/発表者名
      Pedro Fernandes Santos, Mitsuo Niinomi, Ken Cho, Masaaki Nakai, Junko Hieda, Yoshinori Itoh and Masahiko Ikeda
    • 学会等名
      平成25年度日本金属学会東北支部研究発表大会
    • 発表場所
      名取
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] In-vitroおよびIn-vivo試験による低コストβ型Ti-Mn合金の生体適合性評価

    • 著者名/発表者名
      趙 研, 新家光雄, 仲井正昭, 稗田純子, Pedro Fernandes Santos, 服部友一, 大津直史, 池田勝彦
    • 学会等名
      平成25年度日本金属学会東北支部研究発表大会
    • 発表場所
      名取
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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