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転位の可逆運動による新超弾性挙動と繊維ネット超弾性合金の開発

位错可逆运动带来的新超弹性行为和纤维网超弹性合金的发展

基本信息

批准号：
16656219
负责人：
馬越佑吉
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16656219/
关键词：
擬弾性規則合金転位規則ドメイン APB Fe_3Al Fe_3Ga 相変態超弾性変形 FeAl 規則構造回復

项目摘要

NiTi等の規則合金で発現する擬弾性は、熱弾性型マルテンサイト変態や双晶と深く関わっている。本研究では、これとは異なり、転位の可逆運動に由来する擬弾性発現の可能性とその発現機構について調べた。DO_3型規則構造を有するFe_3Al合金単結晶を作製し,室温において応力付加、除荷時の応力-ひずみ曲線を調べた結果、擬弾性挙動が認められ、この挙動は合金組成ならびに熱処理条件に強く依存し、23at%Al組成で約5%の回復ひずみと最も良好な擬弾性特性を示した。DO_3型規則合金の変形は、一般に<111>超格子転位が2種のAPBを挟み4本の部分転位に分解した超格子部分転位対の運動によって担われる。しかし、電子顕微鏡観察の結果、Fe_3Al中では1本または2本の部分転位が背後にAPBを引きずって運動し、応力が除去された場合にはこのAPBの張力によって部分転位は応力付加以前の位置に引き戻され、その結果擬弾性が生じることが明らかとなった。この転位の可逆運動は、規則合金の内部組織と密接に関係し、転位が規則ドメイン境界を通過する際に形成される新たなAPBによって擬弾性効果がより顕著となる。従って、熱処理による規則ドメインの形態、寸法の制御が重要となる。この転位の可逆運動による擬弾性特性はマルテンサイト変態に由来しないため、動作温度範囲が広い、高い応力レベルでも利用可能、組成依存性が少ないなどの特徴がある。擬弾性の温度依存性を調べた結果、200℃以上においては、温度上昇に伴って交差すべり、形成されたAPBの熱拡散による構造緩和等により回復ひずみ量が減少する。また、低温では転位の摩擦応力の上昇とAPB張力による転位の復元運動との兼ね合いで回復ひずみ量が変化することが明らかとなった。また、Fe_3Alと類似の状態図を有するFe_3Ga単結晶についても同様の実験を行い、APB擬弾性の発現を確認した。この合金の擬弾性挙動は、組成、熱処理条件に強く依存し、L1_2型規則相の析出に伴って急速に擬弾性特性が阻害されることが明らかとなった。

The regular alloys such as NiTi appear to be pseudo-crystalline and thermally stable. This study focuses on the possibility and mechanism of the occurrence of pseudo-static phenomena in relation to the origin of the reversible motion of the position. DO_3-type regular structure has been developed for Fe_3Al alloy crystallization. The results show that the mechanical properties of Fe_3Al alloy are strongly dependent on the composition of Fe_3Al alloy and the heat treatment conditions. The recovery of Fe_3Al alloy is about 5% and the best mechanical properties are obtained. DO_3-type regular alloy has two <111>kinds of APB in its shape, four kinds of APB in its shape, four kinds of APB in its shape, and four kinds of APB in its shape. The results of electron microscope observation show that Fe_3Al is composed of one element and two elements, and the APB is moved and removed under the tension of APB. The reversible motion of the alloy and the internal organization of the regular alloy are closely related to each other, and the new APB is formed when the alloy and the regular alloy pass through. It is important to control the shape and size of heat treatment and heat treatment. The reversible motion of the position is characterized by its similarity to the origin of the state, its operating temperature range, its utilization possibility and its composition dependence. The temperature dependence of the pseudo-temperature is adjusted, the temperature rises above 200℃, the temperature difference increases, the formation of APB heat dissipation, the structural relaxation, etc., and the recovery rate decreases. The friction force increases at low temperature, the APB tension increases at low temperature, and the recovery movement decreases at low temperature. Fe_3Ga crystals are similar to Fe_3Al crystals, and the occurrence of APB is confirmed. The pseudo-behavior of these alloys is strongly dependent on the composition and heat treatment conditions, and the precipitation of L1_2-type regular phases is accompanied by rapid pseudo-behavior.