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2022 年度 実績報告書

BCC基ミルフィーユ型共晶合金におけるキンク形成クライテリア

公募研究

研究領域ミルフィーユ構造の材料科学-新強化原理に基づく次世代構造材料の創製-
研究課題/領域番号 21H00097
研究機関金沢大学

研究代表者

石川 和宏  金沢大学, 機械工学系, 教授 (10312448)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2023-03-31
キーワードミルフィーユ構造 / キンク強化 / 方位関係 / 安定性
研究実績の概要

TiNi-Nb合金とTiCo-Nb合金は、鋳造状態で同様のミルフィーユ型共晶組織を有するが、キンク強化機構が大きく異なる。この原因を敬明するために、EBSDにより共晶組織中におけるB2-TiNi (or B2-TiCo)相とbcc-Nb相の方位関係を調べた。鋳造直後TiCo-Nb合金中では、菊池線が検出できず測定が不可能であったが、組織変化が鞆わない温度での熱処理によりEBSDでの検出が可能となった。合金中に多量の凝固ひずみが蓄積されていたと考えられる。この合金における両相の方位差は約58°であり、単相合金中における∑3粒界と類似した相境界を形成していることが分かった。一方、TiNi-Nb合金では、両相の方位差が0°すなわちcube-on-cubeの関係を有していることが分かっていたが、EBSD測定により方位差がないことを改めて確認することができた。
これら合金を圧延すると層状組織の屈曲が生じるが、屈曲部付近で徐々に結晶回転が生じ始め、屈曲部分で大きな回転が生じることわかった。その後の熱処理により徐々に進行した結晶回転が屈曲部に集約され、屈曲部部でさらに大きな回転が起こることが分かり、キンクの形成と熱処理による構造変化が明らかとなった。
前年までの成果により、TiCo-Nb合金およびTiNi-Nb合金では、それぞれ約150MPa、45MPaのキンク強化が生じ、TiCo-Nb合金で大きなキンク強化が発現することが分かっている。TiCo-Nb合金では両相の方位差があるため、相間でシュミット係数が異なる。そのため、相境界は転位通過の大きな障壁となり合金が強化される。一本、両相がcube-on-cubeの関係にあるTiNi-Nb合金では両相のシュミット係数が同じため、相境界は転位通過の障壁にはなりにくい。両相の方位関係がキンク強化の機構に強く影響を与えることが分かった。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Kink Formation and Strengthening Effects in TiNi-V Eutectic Alloys with Mille-Feuille Structure2023

    • 著者名/発表者名
      Naoya Maki, Yoji Miyajima, Kazuhiro Ishikawa
    • 雑誌名

      Materials Transactions

      巻: 64 ページ: 744-749

    • DOI

      10.2320/matertrans.MT-MD2022008

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of a Preannealing Process on the Morphology of Developed Kinks in Mille-Feuille Structured Cu/A5052 Alloy Fabricated by Accumulative Roll Bonding: Criteria for Kink Formation2023

    • 著者名/発表者名
      Moeko Yamazaki, Kazuhiro Ishikawa, Toshiyuki Fujii, Yoji Miyajima
    • 雑誌名

      Materials Transactions

      巻: 64 ページ: 827-334

    • DOI

      10.2320/matertrans.MT-MD2022003

    • 査読あり
  • [学会発表] ミルフィーユ構造を有するTiCo-Nb合金及びTiNi-Nb合金の微細組織及び結晶方位2023

    • 著者名/発表者名
      牧直弥、宮嶋陽司、石川和宏
    • 学会等名
      日本金属学会春期講演大会
  • [学会発表] Nb30Ti35Co35合金の圧延・熱処理による水素透過度と結晶方位の関係2023

    • 著者名/発表者名
      小嶋優輔、宮嶋陽司、石川和宏
    • 学会等名
      日本金属学会春期講演大会
  • [学会発表] 圧延・熱処理したNb30Ti35Co35合金の水素透過度と結晶方位関係2022

    • 著者名/発表者名
      小嶋優輔、宮嶋陽司、石川和宏
    • 学会等名
      日本金属学会秋期講演大会
  • [学会発表] ミルフィーユ構造を有するTiCo-Nb合金のX線内部ひずみ測定2022

    • 著者名/発表者名
      天池友哉、浜崎友貴、新谷正義、宮嶋陽司、佐々木敏彦、石川和宏
    • 学会等名
      日本金属学会秋期講演大会
  • [学会発表] ミルフィーユ構造を有するTi(Ni, Co)-Nb合金におけるキンク形成とその安定性2022

    • 著者名/発表者名
      田口貴哉、宮嶋陽司、石川和宏
    • 学会等名
      日本金属学会秋期講演大会
  • [学会発表] TiCo-Nb合金におけるキンク形成と結晶方位の関係2022

    • 著者名/発表者名
      牧直弥、宮嶋陽司、石川和宏
    • 学会等名
      日本金属学会秋期講演大会
  • [学会発表] fcc金属で構成される異種金属積層材の圧縮変形挙動に及ぼす焼鈍の影響2022

    • 著者名/発表者名
      山崎萌子、石川和宏、藤居俊之、宮嶋陽司
    • 学会等名
      日本金属学会秋期講演大会
  • [学会発表] Cu/A5052異種金属積層材の焼鈍による変形挙動の変化2022

    • 著者名/発表者名
      山崎萌子、石川和宏、藤居俊之、宮嶋陽司
    • 学会等名
      日本金属学会北陸信越支部、日本鉄鋼協会北陸信越支部連合講演会
  • [学会発表] 共晶組織を有するTiCo-Nb合金のX線内部応力測定2022

    • 著者名/発表者名
      天池友哉、浜崎友貴、新谷正義、宮嶋陽司、佐々木敏彦、石川和宏
    • 学会等名
      日本金属学会春期講演大会

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公開日: 2023-12-25  

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