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応力誘起相変態を利用したバルクナノメタルの創製と物性の解明

公募研究

研究領域バルクナノメタル ー常識を覆す新しい構造材料の科学
研究課題/領域番号 23102503
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関筑波大学

研究代表者

金 へよん  筑波大学, 数理物質系, 准教授 (20333841)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円)
2012年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2011年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
キーワードバルクナノメタル / チタン合金 / 変形双晶 / マルテンサイト
研究実績の概要

平成24年度は、Ti-Nb、Ti-Ta、Ti-Nb-Zr合金など様々なTi合金を用い、冷間圧延によるナノ組織の発現条件を系統的に調べた。変形組織は加工時の相状態および結晶構造に強く依存した。マルテンサイト変態温度が低く、体心立方晶のβ相で加工された場合は高密度の転位およびセル構造が確認できた。また、斜方晶構造のマルテンサイト相で加工された場合はその変形組織はマルテンサイト相の格子定数に依存し、軸比(b/a)が1.55より小さい場合は、β相の加工組織と類似な変形組織を示し、軸比が1.55以上の場合は平均結晶粒径が50nm程度の非常に微細な組織が発現した。これはマルテンサイト相の軸比の変化に伴う変形機構の変化に起因することが明らかになった。マルテンサイト相で加工された場合でもその結晶構造がβ相に近い場合は転位すべりが主な変形モードとして活動し、マルテンサイトの軸比が1.55以上の合金では複数の双晶系の活動が確認できた。加工集合組織も相安定性および結晶構造によって大きく変化した。β相で加工された場合は非常に強い(100)[011]圧延集合組織が形成された。冷間圧延によりナノ組織化が発現した組成では98%以上の高圧延率にも明瞭な集合組織は形成されずランダムな配向を示した。集合組織が強く発達した組成では、ヤング率、最大強度などの機械的特性に強い異方性を示したが、ナノ組織化した試料では異方性が弱く低ヤング率および高強度を示した。このことからナノ組織化は強度の上昇だけではなく機械的特性の異方性の低減にも有効であることが分かった。

現在までの達成度 (段落)

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Formation of nanoscaled precipitates and their effects on the high-temperature shape-memory characteristics of a Ti50Ni15Pd25Cu10 alloy2012

    • 著者名/発表者名
      M.I.Khan, H.Y.Kim, T.H.Nam, S.Miyazaki
    • 雑誌名

      Acta Materialia

      巻: 60 号: 16 ページ: 5900-5913

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2012.07.032

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stability of Ti-Ta Base High Temperature Shape Memory Alloys2012

    • 著者名/発表者名
      H.Y.Kim, T.Kanaya, T.Fukushima, P.J.S. Buenconsejo, S.Miyazaki
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 706-709 ページ: 1921-1924

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/msf.706-709.1921

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Deformation Textures of β Phase and α″ Phase in Cold-Rolled Ti-Nb Alloys2012

    • 著者名/発表者名
      H.Tobe, H.Y.Kim, T.Inamura, H. Hosoda, T.H.Nam and S.Miyazaki
    • 雑誌名

      Proc. of the 12th World Conference on Titanium

      巻: - ページ: 683-684

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Omega Phase on Shape Memory Properties of Ti-base Alloys2012

    • 著者名/発表者名
      H.Y.Kim, Y.Al-Zain, T.Inamura, H.Hosoda and S.Miyazaki
    • 雑誌名

      Proc. of the 12th World Conference on Titanium

      巻: - ページ: 1110-1113

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Nb content on deformation behavior and shape memory properties of Ti-Nb alloys2012

    • 著者名/発表者名
      Hirobumi Tobe
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds

      巻: (印刷中) ページ: 435-438

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2012.02.023

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lattice modulation and superelasticity in oxygen-added beta-Ti alloys2011

    • 著者名/発表者名
      M.Tahara, H.Y.Kim, T.Inamura, H.Hosoda, S.Miyazaki
    • 雑誌名

      Acta Materialia

      巻: 59 ページ: 6208-6218

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ゴムメタルの熱膨張挙動に及ぼす酸素濃度の効果2013

    • 著者名/発表者名
      薇 楽絲、金 熙榮、宮崎 修一
    • 学会等名
      日本金属学会春期講演大会
    • 発表場所
      東京理科大(東京都)
    • 年月日
      2013-03-28
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 生体用チタン基超弾性合金の合金設計および組織制御2013

    • 著者名/発表者名
      金 熙榮
    • 学会等名
      日本金属学会春期講演大会
    • 発表場所
      東京理科大(東京都)
    • 年月日
      2013-03-28
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Ti-Zr基合金の圧延集合組織に及ぼすNb濃度の影響2013

    • 著者名/発表者名
      植松 健斗、金 熙榮、細田 秀樹、宮崎 修一
    • 学会等名
      日本金属学会春期講演大会
    • 発表場所
      東京理科大(東京都)
    • 年月日
      2013-03-27
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Ti-Nb系合金のナノ組織化および集合組織2012

    • 著者名/発表者名
      金 熙榮、戸部 裕史、宮崎 修一
    • 学会等名
      日本金属学会秋期講演大会
    • 発表場所
      愛媛大学(松山市)
    • 年月日
      2012-09-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Effect of heat treatment temperature on microstructure and superelastic properties of Ti-Nb-3Mo-(0-1.25)Sn alloys2012

    • 著者名/発表者名
      M.Farzik Ijaz、金 熙榮、戸部 裕史、宮崎 修一
    • 学会等名
      日本金属学会秋期講演大会
    • 発表場所
      愛媛大学(松山市)
    • 年月日
      2012-09-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Alloy design and microstructure control of Ti-Zr base biomedical shape memory alloys2012

    • 著者名/発表者名
      H.Y.Kim, A.Yamamoto and S. Miyazaki
    • 学会等名
      2012 Tsukuba Nanotechnology Symposium (TNS’12)
    • 発表場所
      筑波大学(つくば市)
    • 年月日
      2012-07-26
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Ti-Nb系合金の冷間圧延によるナノ組織化の発現条件2012

    • 著者名/発表者名
      金熙榮、戸部裕史、宮崎修一
    • 学会等名
      日本金属学会2012年春期大会
    • 発表場所
      横浜大学(横浜市)
    • 年月日
      2012-03-28
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] β型Ti合金の{332}<113>双晶形成に及ぼす格子不安定性の影響2011

    • 著者名/発表者名
      戸部裕史、金熙榮、細田秀樹、宮崎修一
    • 学会等名
      日本金属学会2011年秋期大会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(宜野湾市)
    • 年月日
      2011-11-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Ti-Nb合金の変形組織に及ぼす組成と結晶構造の影響2011

    • 著者名/発表者名
      金熙榮、戸部裕史、宮崎修一
    • 学会等名
      日本金属学会2011年秋期大会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(宜野湾市)
    • 年月日
      2011-11-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Alloying Elements on the Stability of Superelastic Properties of Ti-Nb Base Alloys2011

    • 著者名/発表者名
      H.Y.Kim, H.Hosoda, S.Miyazaki
    • 学会等名
      Int.Conf.on Martensitic Transformations (ICOMAT 2011)
    • 発表場所
      千里阪急ホテル(大阪府)(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-05
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Stability of Ti-Ta Base High Temperature Shape Memory Alloys2011

    • 著者名/発表者名
      H.Y.Kim, T.Kanaya, S.Miyazaki
    • 学会等名
      Int.Conf.on Processing & Manufacturing of Advanced Materials (THERMEC' 2011)
    • 発表場所
      Quebec, Canada(招待講演)
    • 年月日
      2011-08-03
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Deformation Textures of β Phase and α" Phase in Cold-Rolled Ti-Nb Alloys2011

    • 著者名/発表者名
      H.Tobe, H.Y.Kim, H.Hosoda, T.H.Nam, S.Miyazaki
    • 学会等名
      The 12th World Conference on Titanium
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2011-06-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Omega Phase on Shape Memory Properties of Ti-base Alloys2011

    • 著者名/発表者名
      H.Y.Kim, Y.Al-Zain, T.Inamura, H.Hosoda, S.Miyazaki
    • 学会等名
      The 12th World Conference on Titanium
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2011-06-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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