2003 Fiscal Year Annual Research Report
応力誘起変態制御によるインバー合金の開発と工業材料への展開
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14102030
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
石田 清仁 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (20151368)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山内 清 NECトーキン(株), 技術開発本部, マネージャー(研究職)
大沼 郁雄 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (20250714)
貝沼 亮介 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20202004)
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| Keywords | インバー合金 / 熱膨張 / 形状記憶合金 / 2方向性形状記憶 / Cu-Zn-Al合金 / 冷間加工 / 応力誘起変態 / マルテンサイト変態 |
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| Research Abstract |
合金の熱膨張係数は一般に融点に反比例するので、材料固有のものでありその制御は極めて困難であると考えられている。本研究はこれら従来の常識を越え、相変態を利用して熱膨張係数を制御する方法を確立する事を目的とするものである。すなわち、単相あるいは2相合金に適度の歪みを与え応力誘起変態をおこさせる事によって熱膨張係数を自由にコントロールできる手法を確立する。このためには、多くの実験と低熱膨張出現の機構解明を行う必要がある。本研究では、これらの点を明らかにする事を主眼とするが、精密機器を始め、本研究で得られる成果の応用についても視野に入れた研究を行う。
本年度の研究実績は以下の通りである。
1.Ni-Ti基及びCu-Al基2相合金における相変態と熱膨張特性:
熱弾性型変態を生じるNi-Ti基およびCu-Al基のbcc-β合金にfcc-α相を含むα+β2相合金を作製し、歪付加、組織変化と熱膨張特性との関連を調査した。その結果、NiTi合金とNiTiFe合金とでは、RDおよびND方向の熱膨張特性が全く正反対の挙動となることを見出した。また、Cu-Zn-Al系α+β2相合金における熱膨張特性は、β単相合金と比してもさほど劣らず、高加工性と低熱膨張を両立させることが可能であることを見出した。
2.Ni-Ti基合金の変態組織と異方性の調査:
NiTi基合金について、歪付加試料の組織を光学顕微鏡や電子顕微鏡で観察するとともに、応力誘起変態の異方性(圧延方向、垂直方向及び板厚方向)を調べるために、X線回析やEBSPによる集合組織測定等を行った。その結果、NiTi合金とNiTiFe合金において同じ圧延を行ったにもかかわらず、それぞれRDとNDとで正反対の特性が出現した理由は、NiTiFe系合金ではR相が安定相として出現し、このR相の集合組織がM相に引き継がれるのに対し、NiTi系ではR相を経由しないためCu-Al基合金と類似した特性になることが判明した。
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[Publications] Y.Sutou, T.Omori, J.J.Wang, R.Kainuma, K.Ishisda: "Effect Grain Size and Texture on Superelasticity of Cu-Al-Mn-based Shape Memory Alloys"J.Phys.IV. 112. 511-514 (2003)
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[Publications] T.Omori, Y.Sutou, J.J.Wang, R.Kainuma, K.Ishida: "Effect of Microstructure on Two-way Shape Memory Effect in Cu-Al-Mn Alloys"J.Phys.IV. 112. 507-510 (2003)
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[Publications] Y.Suto, T.Omori, J.J.Wang, R.Kainuma, K.Ishida: "Characteristics of Cu-Al-Mn-based Shape Memory Alloys and their Applications"Mater Sci.Eng, A. (印刷中). (2004)
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[Publications] Y.Suto, N.Koeda, T.Omori, J.J.Wang, R.Kainuma, K.Ishida: "Cu-Al-Mn-based Shape Memory Alloys and their Applications"Materials and Processes. (印刷中). (2004)
