純チタンにおける引張双晶変形の寸法効果の解明

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六方最密構造を有するチタンにおいて、1～10ミクロンの代表寸法範囲で、圧縮双晶変形の寸法効果がすべり変形のそれに比べて顕著になることが示されており、このことは新たな材料開発指針を構築するものとして注目されている。六方最密構造では、その構造異方性に起因して、[0001]に圧縮を負荷した場合と引張を負荷した場合で双晶変形のメカニズムが異なるが、後者の寸法効果については系統的な研究がなされていない。そこで、本研究では、代表寸法が1～10ミクロンサイズの試験片に対して評価可能な引張試験法を確立し、チタンにおける引張双晶変形の寸法効果を解明することを目的とする。本研究の成果は、圧縮双晶変形との対比や、降伏後の加工硬化特性の理解につながり、マクロな機械的性質の予測に貢献する。本年度は、代表寸法が1～10ミクロンサイズの角柱試験片を用いたSEM内引張試験の手法を確立した。供試材としては工業用純チタンを用い、熱処理により結晶粒を粗大化させ、Arイオンにより断面研磨したものを用いた。その後、EBSD（電子線後方散乱回折）解析により、試料表面の結晶方位を同定したのち、所望の結晶粒に対して集束イオンビーム加工を施すことで試験片を作製した。ひずみ解析のために、試験片の平行部にはマーキングを施した。これにより、高精度な応力―ひずみ曲線が取得できることを確認した。試験法の確立が予定よりも早く完了したため、前倒しで[0001]に引張を負荷する実験を実施した。