| 研究概要 |
供試材であるTi-6Al-4V(α+β型)チタン合金に,比較的多量の残留β相を維持しつつα'マルテンサイト相が生成され,なおかつ組織の粗大化が生じない1203K,60sの条件で短時間溶体化処理を施した.その後,残留β相の量を調整すると同時に微細α相を析出するため,753K,853Kおよび903K,40sの条件で短時間時効処理を行った.これらの熱処理材の微視組織を光学顕微鏡および透過型電子顕微鏡を用いて観察した後,平面曲げ疲労試験を行い,さらにき裂発生部を破面上で詳細に観察した.以上の実験を通じて,熱処理材の組織形態と疲労強度の関係について詳細な検討を行った.
その結果,短時間溶体化処理を行ったTi-6Al-4V合金の疲労強度は静的強度と同様に改善し,その後に短時間時効処理を施すことで,さらに疲労強度を大幅に向上させることができた.また,静的強度および疲労強度が改善する一方で,延性もまた若干上昇した.このような短時間熱処理による強度向上は,残留β相内における微細α相の析出にともなう旧β相の強化に起因すると考えられる.本年度調べた熱処理条件の内,1203K,60sの溶体化処理および803K,40sの時効処理からなる合計100sの短時間2段階熱処理により,延性を改善しつつTi-6Al-4V合金の静的強度および疲労強度の大幅な改善が可能であることが示された.同条件で短時間熱処理を施した場合,未処理材と比較して降伏応力および引張り強さは25%,また疲労強度は22%上昇し,同時に延性も9%改善した.なお,昨年度までに得られた結果については2件の投稿論文として掲載済であり,また本年度得られた疲労特性に関する検討については,既に「信田康介,森田辰郎,短時間2段階熱処理によるTi-6Al-4V合金の高疲労強度化,日本機械学会2005年度年次大会講演論文集(1),No.05-1,pp.195-196,(2005)」として講演発表を行い,現在,同内容について論文投稿の準備を進めている.
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