変形誘起ω相変態を利用したβ-Ti合金の脆化現象の解明、力学特性改善

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20760471
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 構造・機能材料
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 萩原 幸司 大阪大学, 工学研究科, 助教 (10346182)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• キーワード: β-Ti合金 / ω相 / 疲労 / 疲労軟化 / 単結晶 / 脆化 / 力学特性

研究概要

一部のβ-Ti合金単結晶に対し交番変形を負荷すると、結晶中にω相が析出するという、極めて特異な現象を見出した。交番変形時の荷重軸を制御し、活動する転位のバーガースベクトルを変化させることで、形成されるω相の結晶方位が制御できることを見出し、変形誘起ω相の形成機構が転位の往復運動と直接的に関連するものであることを明らかにした。さらにこのバリアント制御したω相を含有するβ-Ti結晶の塑性挙動が強い方位依存性を示すことを明らかにし、本性質がβ-Ti合金の脆化機構に強い影響を及ぼすことを解明した。

研究成果

• [雑誌論文] Controlling factors on the fatigue behaviour of Ti-Nb-Ta-Zr alloys single crystals (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Hagihara, T. Nakano, M. Niinomi
  • 雑誌名: Proc. of PFAM 18 ページ: 1023-1030
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oxygen distribution in titanium single crystal fabricated by floating-zone method under extremely low oxygen partial pressure (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Hagihara, T. Tachibana, K. Sasaki, Y. Yoshida, N. Shirakawa, T. Nagasawa, T. Narushima, T. Nakano
  • 雑誌名: Materials transactions 50 ページ: 2709-2715
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single-crystal growth and plastic deformation behaviour of a Ti-15Mo-5Zr-3Al alloy for biomedical application (2009)
  • 著者名/発表者名: S. -H. Lee, K. Hagihara, M. -H. Oh, T. Nakano
  • 雑誌名: Journal of physics 165 ページ: 0120861-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Peculiar elastic behavior of Ti-Nb-Ta-Zr single crystals (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Tane, S. Akita, H. Nakajima, T. Nakano, K. Hagihara, Y. Umakoshi, M. Niinomi
  • 雑誌名: Acta Materialia 56 ページ: 2856-2863
  • 査読あり
• [雑誌論文] 極低酸素分圧雰囲気下でのTi単結晶の帯溶融育成 (2008)
  • 著者名/発表者名: 萩原幸司、橘孝洋、佐々木啓太、吉田良由、白河直樹、長澤亨、成島尚之、中野貴由
  • 雑誌名: 日本金属学会誌 72 ページ: 928-934
  • 査読あり
• [学会発表] Controlling factors on the fatigue behaviour of Ti-Nb-Ta-Zr alloys single crystals (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Hagihara, T. Nakano, M. Niinomi
  • 学会等名: PFAM 18 (Processing and Fabrication of Advanced Materials)
  • 発表場所: Tohoku University
  • 年月日: 2009-12-13
• [学会発表] Ti-15Mo-5Zr-3Al単結晶の育成と圧縮変形挙動 (2009)
  • 著者名/発表者名: 李尚勲、萩原幸司、中野貴由
  • 学会等名: 日本金属学会2009春期大会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] 生体用β 型Ti-Nb-Ta-Zr合金単結晶における疲労変形誘起ω相の形成 (2008)
  • 著者名/発表者名: 萩原幸司、中野貴由、馬越佑吉、園浦章弘、新家光雄
  • 学会等名: 日本金属学会2008秋期大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2008-09-23