A novel method for overcoming the strength-ductility trade-off of titanium and titanium alloys by high-density pulsed electric current

一种通过高密度脉冲电流克服钛及钛合金强度-延展性权衡的新方法

• 批准号: 22K20408
• 负责人: 顧 少杰
• 金额: $ 1.83万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-08-31 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K20408/
• 关键词: マルテンサイト変態; 高密度パルス電流; 純チタンとチタン合金; 整合界面; 強度と延性の向上

令和4年度は、高密度電流処理によって純チタンおよびチタン合金の強度と延性が同時に向上する現象を主に研究し、その発生メカニズムについて予備的な探索を行った。以下の研究実績を得た。(1)純チタンおよびチタン合金の機械的特性の向上今年度、純チタン、Ti-6Al-4V、Ti-6Al-7Nbなどの材料について、電流処理による機械的性能の改善現象を実施した。そして、現在の研究領域でよく使用される大変形処理、熱力学処理、3Dプリンタなどの方法で作られたチタンおよびチタン合金材料の機械的性能と比較した。その結果、この研究は簡単と省エネの利点を持ち、処理された材料は機械的性能で非常に優れていることが示された。関連する成果は特許申請に至っている。また、(A1)純チタンの曲げ加工によって導入される加工硬化に対して、電流処理法によって残留応力の除去と弾性回復を成功裏に実現した。微細構造では、電子風力による転位の移動と消滅、および変形双晶の除去を明らかにした。さらに、(A2)Ti-6Al-4Vに対して電流処理法を連続的に多数回行い、最終的な延性を287%向上させることに成功した。上記の研究成果は現在投稿中である。(2)強化メカニズムの予備的解明上述のチタンおよびチタン合金の機械的特性を向上させる原理は、転位および結晶粒に対する影響だけでなく、電子風によって促進されるチタンおよびチタン合金のマルテンサイト変態にも関連している。このメカニズムは、現時点ではこの課題のユニークな発見である。その場EBSDおよびEDS法を使用して、電流処理前後の微細構造の変化を観察している。結果は、この課題で発見されたマルテンサイト変態が、チタン合金の第2相における安定化元素の不均一な拡散に関連している可能性の結果を得た。関連する研究では、来年度に検証と分析を実行する必要がある。

Make and 4 year は, high density current 処 に よ っ て pure チ タ ン お よ び チ タ ン alloy と の strength ductility が に す upward at the same time る phenomenon を main に research し, そ の 発 raw メ カ ニ ズ ム に つ い て reserve な exploration line を っ た. The following <s:1> research achievements を obtain た. (1) pure チ タ ン お よ び チ タ の ン alloy mechanical properties の up this year, pure チ タ ン, Ti 6 al 4 v, Ti - 6, 7 nb な ど の material に つ い て, current 処 に よ を improve performance の る mechanical phenomenon be applied し た. そ し て, now の research field で よ く use さ れ る large variations 処 principle and thermodynamic 処, 3 d プ リ ン タ な ど の way で as ら れ た チ タ ン お よ び チ タ ン alloy material mechanical performance と の is し た. そ の results, こ の research は Jane 単 と province エ ネ の tartness を hold ち, 処 さ れ た は material mechanical performance で very に optimal れ て い る こ と が shown さ れ た. Related to the する achievement license application に to って る る. ま た, (A1) pure チ タ ン の qu げ processing に よ っ て import さ れ る work hardening に し seaborne て, current 処 logos に よ っ て の 応 force to remove residual と 弾 sexual response in に を success be presently し た. Microstructure で で, electron wind force による転 position <s:1> movement と elimination, および deformation double crystal <e:1> removal を light ら に に た た. さ ら に, (A2), Ti 6 al 4 v に し seaborne て current 処 logos を even 続 に most return い 287%, final な ductility を upward さ せ る こ と に successful し た. The research results of the above note である are now in submission である. (2) strengthening メ カ ニ ズ ム の reserve interpret the above の チ タ ン お よ び チ タ の ン alloy mechanical properties を upward さ せ る principle は, planning a お よ び crystals に す seaborne る influence だ け で な く, electronic wind に よ っ て promote さ れ る チ タ ン お よ び チ タ ン alloy の マ ル テ ン サ イ ト - state に も masato even し て い る. The current topic of で メカニズム メカニズム, ユニ ユニ な な な, な and である are both present. The そ <s:1> field EBSDおよびEDS method を uses <s:1> て and <s:1> microstructure <e:1> changes を観 before and after current treatment to observe <s:1> て る る る る る る. Results は, こ の subject で 発 see さ れ た マ ル テ ン サ イ ト - が, チ タ の ン alloy phase 2 に お け る stabilization element の heterogeneity な company, scattered に masato even し て い る possibility の results を た. Related する research で で, next year に検 evidence と analysis を is feasible する necessary がある.

项目成果

講演・口頭発表等

讲座、口头报告等

金属の機械特性向上方法

提高金属机械性能的方法

• 发表时间: 2022

Enhancement of Mechanical Properties of Ti-6Al-4V through High-Density Pulsed Electric-Current

通过高密度脉冲电流增强 Ti-6Al-4V 的机械性能

• 发表时间: 2022
• 作者: R. Iwase;S. Gu;Y. Kimura;Y. Toku;Y. Ju
• 通讯作者: Y. Ju

Microstructural Modification and Mechanical Properties Improvement of Titanium and Titanium Alloys through High-Density Pulsed Electric Current

高密度脉冲电流改善钛及钛合金的微观结构和力学性能

• 发表时间: 2023
• 作者: R. Iwase;Y. Marumoto;S. Gu;Y. Kimura;Y. Toku;Y. Ju
• 通讯作者: Y. Ju

出願中の産業財産権

工业产权待定