高易動度界面を有するマルテンサイト合金の開発

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17H03405
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造・機能材料
• 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 / 形状記憶合金 / 超弾性 / 制振合金 / 易動度

研究成果の概要

本研究では、タイプの異なる2つの合金系（単相型合金：Cu-Al-Mnとナノ析出型合金：Fe-Mn-Al-Ni）を比較検討しながら、組成とマルテンサイト相の構造や母相/マルテンサイト相の格子整合性、易動度を調査した。また、高易動度界面形成と変態様式（熱弾性型・非熱弾性型変態）の変化について考察を行った。さらに、高易動度界面を得て、耐疲労形状記憶合金や高減衰能制振合金の開発を行った。

自由記述の分野

金属材料学

研究成果の学術的意義や社会的意義

Cu-Al-Mn合金では、集合組織の制御により結晶粒間の拘束力を低減させることで、減衰特性が大幅に向上した。このときの減衰能は、Ti-NiやM2052よりも高い優れた特性である。強度を上昇させるため、第二相をピン止め粒子として用いることで結晶粒の微細化を図った。集合組織制御と結晶粒微細化の組み合わせにより、減衰能を大きく低下させることなく強度を上昇させることができた。Fe-Mn-Al-Ni合金では、高温領域まで比較的高い減衰能を示すことが明らかになった。また、Cu-Al-Mn合金の繰り返し疲労の改善を試み、Al濃度の上昇により、特に低サイクル数における残留歪が減少した。