研究課題
金属材料に巨大歪勾配を伴う形状不変加工法を使って巨大ひずみを与えることにより、高強度化と高延性化バランスに優れた材料を創り出す方法を明らかにすることを目的として、当年度は以下の研究を推進した。1)高圧相の安定化(戸高)純Ti,純Zr、を使って高圧下で巨大歪加工を行い、高圧相を生成させ、常圧下での安定性を調べた。その結果、純Ti,純Zr、では高強度の高圧相であるω相が室温・常圧下でも、残留し、材料の高強度化に利用できることが判明した。残留するω相の割合はHPT時の圧力が大きいほど、HPTによって加える歪みが大きいほど大きいことが判明した。またTiに対してα相安定化元素である酸素と鉄を添加すると、ω相の割合が減少する事がわかった。また純Tiのω相は加熱により150℃付近でα相に逆変態することが判明した。2)ステンレス鋼の動的変態を利用した高強度高延性化(梅本)SUS304ステンレス鋼にHPT加工を行って生成させた加工誘起マルテンサイトについて研究を行った。加工誘起マルテンサイは焼鈍による高強度化すること、その原因はNi3Siのナノ析出であることがわかった。この加工後の時効硬化と変態超塑性を組み合わせることで、高強度高延性のステンレス鋼が開発できる指針が得られた。SUS304よりオーステナイトが安定で、通常は加工によってマルテンサイトが生成しないSUS316LについてHPT加工の研究を行った。その結果、HPT加工によりマルテンサイト相が生成すること、。加工により生成するマルテンサイト相の割合は歪速度が遅いほど、歪量が多いほど多いこと、マルテンサイト相の最大割合は70%まで到達することが判明した。さらに高強度化の方法として、高歪速度でγ相状態でHPT加工後500℃付近で焼鈍することで強度が30%以上増加することが判明した。
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