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2017 年度 実績報告書

高易動度界面を有するマルテンサイト合金の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H03405
研究機関東北大学

研究代表者

大森 俊洋  東北大学, 工学研究科, 准教授 (60451530)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードマルテンサイト変態 / 界面 / 形状記憶合金 / 制振合金
研究実績の概要

マルテンサイト相界面の易動度は、マルテンサイト相界面の格子整合性に強く関係していると考えられる。そこで、マルテンサイト相の構造と格子整合性の組成依存性の調査を行った。
(1)Cu-Al-Mn合金(不規則または規則単相合金):Cu-Al-Mn合金の母相は、特にAl濃度に依存してA2不規則相からL21規則相まで変化する。これら構造を変化させたときの母相とマルテンサイト相のX線回折を行ったところ、A2/2M,L21/6M,L21/2Oのタイプの変態が確認でき、境界組成領域においてはマルテンサイト相が混在していることがわかった。
(2)Fe-Mn-Al-Ni(不規則+規則相ナノ析出型合金):Fe-Mn-Al-Ni合金はA2母相中にNiAlのB2相がナノ析出する。Ni量を0から10%まで変化させ、結晶構造やナノ析出物、マルテンサイト相の構造を調査した。Ni量が約5%未満ではB2相は析出せず、マルテンサイト相は2M構造であった。Ni量が5%以上でB2相が析出し、Ni量の増加と共にそのサイズが増大していた。マルテンサイト相中にナノ双晶が含まれるようになり、同時に、B2析出物が、おそらく弾性的な、シアー変形を受けることが確認できた。ナノ双晶の周期性をHAADF-STEMを用いて詳細に調査したところ、Ni量との関係性があることが判明した。B2析出物とナノ双晶の整合関係が、マルテンサイト変態の可逆性や界面易動度に関係していることが示唆された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

計画していた実験とそれに基づく考察を行うことができた。特にFe-Mn-Al-Ni合金におけるナノ析出の影響を明らかにすることができ、本合金系における熱弾性型変態の本質に迫ることができた。

今後の研究の推進方策

計画に従って実験を推進していく。内部摩擦の評価を取り入れ、より定量的に界面易動度を調査していく予定である。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Ultra-large single crystals by abnormal grain growth2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoe Kusama, Toshihiro Omori, Takashi Saito, Sumio Kise, Toyonobu Tanaka, Yoshikazu Araki, Ryosuke Kainuma
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 8 ページ: 354

    • DOI

      10.1038/s41467-017-00383-0

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Stress- and Magnetic Field-Induced Martensitic Transformation at Cryogenic Temperatures in Fe-Mn-Al-Ni Shape Memory Alloys2017

    • 著者名/発表者名
      Ji Xia, Xiao Xu, Atsushi Miyake, Yuta Kimura, Toshihiro Omori, Masashi Tokunaga, Ryosuke Kainuma
    • 雑誌名

      Shape Memory and Superelasticity

      巻: 3 ページ: 467-475

    • DOI

      10.1007/s40830-017-0132-1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Martensitic Transformation and Superelasticity in Fe-Mn-Al-Based Shape Memory Alloys2017

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Omori, Ryosuke Kainuma
    • 雑誌名

      Shape Memory and Suiperelasticity

      巻: 3 ページ: 322-334

    • DOI

      10.1007/s40830-017-0129-9

    • 査読あり
  • [学会発表] Role of nano-precipitates in thermoelastic martensitic transformation in Fe-Mn-Al-Ni shape memory alloys2017

    • 著者名/発表者名
      T. Omori, M. Nagasako, R. Kainuma
    • 学会等名
      DPG Spring Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Cr添加Fe-Mn-Al-Ni超弾性合金におけるサイクル熱処理による異常粒成長2017

    • 著者名/発表者名
      野口侑紀, 大森俊洋, 貝沼亮介
    • 学会等名
      日本金属学会2017年(第161回)秋期講演大会
  • [学会発表] Cu-Al-Mn合金の超弾性サイクル特性2017

    • 著者名/発表者名
      松本暢康, 許皛, 大森俊洋, 貝沼亮介
    • 学会等名
      日本金属学会2017年(第161回)秋期講演大会
  • [学会発表] Effect of Cr on martensitic transformationand oxidation resistance in Fe-Mn-Al-Ni alloys2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Noguchi, T. Omori, R. Kainuma
    • 学会等名
      ICOMAT 2017
    • 国際学会

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公開日: 2019-12-27  

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