| 研究課題/領域番号 |
26289226
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
大森 俊洋 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60451530)
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| 研究分担者 |
貝沼 亮介 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20202004)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 結晶粒成長 / 異常粒成長 / 相変態 / 形状記憶合金 |
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| 研究実績の概要 |
Cu-Al-Mn合金で生じる繰り返し熱処理による相変態誘起異常粒成長現象は、冷却中のα相析出に伴い形成される亜結晶粒組織に起因することが明らかになってきた。そこで、本年度は、β相内に析出するα相の組織解析を行い、亜結晶粒組織形成についての考察を行った。
β単相から各温度まで冷却してα相を析出させ、EBSDを用いて亜結晶粒の形成挙動を調査したところ、析出温度が低いほど顕著に亜結晶粒が形成されることが判明した。また、冷却速度が遅いほど亜結晶粒が形成された。これはα析出物のサイズに関係していると考えられ、粗大なα相が形成されるほど、亜結晶粒が形成されることがわかった。このことはα/β相の整合性に関係していると考えられる。そこで、α/β相の方位関係を調査したところ、K-Sの関係、Pの関係、N-Wの関係が確認された。両相は半整合であり、高分解能透過型電子顕微鏡観察によりミスフィット転位が観察できた。緩和転位の観察も試みたが、適切な場所の観察を行うことができず、この観察を行うことはできなかったが、両相の結晶構造・格子整合性を考慮すると緩和転位が存在すると考えられ、析出に伴い形成される亜結晶粒界はこれらの転位のポリゴニゼーションに起因するものと考えられる。以上のことから、効果的に亜結晶粒組織を形成するための冷却熱処理（析出熱処理）プロセスの指針を立てることができた。
また、同様の手法に基づく異常粒成長が他の合金系で生じるかどうかを検証した。Fe-Mn-Al-Ni合金においては、冷却・加熱に伴うα→α+γ→α相変態に基づき異常粒成長が生じていることが確認できた。Cu-Al-Mn合金に比較して駆動力はやや小さいものの、数センチレベルの単結晶を得る見通しを立てることができた。
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| 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
予定していた実験が順調に進展し、α相析出に伴う組織変化と亜結晶粒形成の関係を明らかにすることができた。これにより異常粒成長の機構に密接に関係する亜結晶粒形成についての考察を行うことができ、適切な熱処理プロセス考案の指針を立てることができた。また、他の合金系の異常粒成長についても調査を行うことができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後、異常粒成長した組織と材料特性の関係を調査していく。特に、Fe系超弾性合金についての調査を深く行っていく予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
次年度、研究補助のために研究員を雇用する予定があるため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
研究補助のための研究員を雇用する予定である。
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