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2014 年度 実績報告書

バルクナノ超弾性合金におけるマルテンサイト変態の結晶学と機能発現の起源

公募研究

研究領域バルクナノメタル ー常識を覆す新しい構造材料の科学
研究課題/領域番号 25102707
研究機関九州大学

研究代表者

西田 稔  九州大学, 総合理工学研究科(研究院), 教授 (90183540)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワード超弾性 / 形状記憶効果 / 熱弾性マルテンサイト変態 / 自己調整構造 / 粒界構造 / 走査電子顕微鏡 / 熱サイクル / 核生成
研究実績の概要

(1)Ti-Ni合金のB19’Mの自己調整構造に及ぼす母相粒径の影響
研究に先立ちB19’Mの自己調整構造に及ぼす合金組成(Ni濃度)の影響を母相平均粒径20 μm程度の種々のTi-Ni合金を用いて調査した.等原子比組成(Ti-50 at.% Ni)合金では理想形状である6HPVS(晶癖面兄弟晶)クラスターを確認することができなかったが,Ni濃度の増加に伴いTi-51.0 at.% Ni合金では観察された自己調整構造の35%以上が6HPVsクラスターであった.この結果を基に等原子比組成合金における自己調整構造に及ぼす母相結晶粒径の影響を調べた.Ti-50.0 at.% Ni合金に加工と熱処理を施し,平均結晶粒径を0.4~7μm程度に制御した試料を作製した.これらについてEBSD法を用いた結晶方位解析とSEMによる表面起伏観察を行った.粒径1μm程度の母相粒において6HPVsクラスターの生成が確認され,自己調整構造の形態は合金組成のみならず母相結晶粒径にも依存することが明らかになった.
(2)熱サイクルに及ぼす母相粒径の影響
平均粒径7μmと0.4μmの試料について熱サイクルによる順変態・逆変態を繰り返し,変態温度の変化を測定した.その結果,前者では20サイクル後に変態開始温度が約13 ℃低下したが,後者では約3 ℃の低下に抑制されていた.これは,結晶粒微細化によって熱サイクルに伴う転位の生成が阻害されたことと,理想形態に近い自己調整構造が形成されることで変態ひずみが軽減されたことによるものと考えられる.

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Effects of Ni concentration and aging conditions on multistage martensitic transformation in aged Ni-rich Ti-Ni alloys2014

    • 著者名/発表者名
      B. Karbakhsh Ravari, S. Farjami, M. Nshida
    • 雑誌名

      Acta Materialia

      巻: 69 ページ: 17-29

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2014.01.028

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] IVRデバイス用Ti-50 at.% Ni超弾性合金の開発2015

    • 著者名/発表者名
      小松鈴奈,吉田秀明,副島洋平,光原昌寿,山内清
    • 学会等名
      日本金属学会春期講演大会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      2015-03-18 – 2015-03-20
  • [学会発表] 低ひずみ加工によるTi-Ni 形状記憶合金の結晶粒微細化法の確立2014

    • 著者名/発表者名
      吉田秀明,副島洋平,藤田浩平,Sahar Farjami,光原昌寿,板倉 賢,西田 稔
    • 学会等名
      日本金属学会秋期講演大会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
  • [学会発表] Ti-Ni合金における熱弾性マルテンサイト変態に伴う組織形成の母相粒径依存性2014

    • 著者名/発表者名
      副島洋平、吉田秀明、光原昌寿、板倉 賢、西田 稔
    • 学会等名
      日本金属学会秋期講演大会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
  • [学会発表] Analysis of Precipitation Process of Ti3Ni4 in Ti-50.8at.% Ni Alloy Showing Multiple Martensitic Transformation2014

    • 著者名/発表者名
      T. Hara, S. Motomura, K. Ravari, M. Nishida
    • 学会等名
      International Conference on Martensitic Transformations 2014
    • 発表場所
      Bilbao, Spain
    • 年月日
      2014-07-06 – 2014-07-11
  • [学会発表] Grain Boundary Control and Grain Refinement of Ti-Ni Based Shape Memory Alloys with Light Plastic Deformation2014

    • 著者名/発表者名
      M. Mitsuhara, K. Fujita, M. Yasunaga, H. Yoshida, M. Nishida
    • 学会等名
      International Conference on Martensitic Transformations 2014
    • 発表場所
      Bilbao, Spain
    • 年月日
      2014-07-06 – 2014-07-11
  • [学会発表] Ti-Ni形状記憶合金の結晶粒微細化と相変態に及ぼす母相結晶粒径の影響2014

    • 著者名/発表者名
      吉田秀明,副島洋平,藤田浩平,Sahar Farjami,光原昌寿,板倉 賢,西田 稔
    • 学会等名
      日本金属学会・鉄鋼協会・軽金属学会九州支部合同学術講演会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス
    • 年月日
      2014-06-07 – 2014-06-07
  • [備考] 結晶物性工学研究室

    • URL

      http://www.asem.kyushu-u.ac.jp/of/of01/page1/index.html

  • [備考] 結晶物性工学研究室科学研究費補助金

    • URL

      http://www.asem.kyushu-u.ac.jp/of/of01/page1/page68/page68.html

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公開日: 2016-06-01  

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