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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

基本信息

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

项目摘要

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。

In order to investigate the strength and ductility of pure and high density alloys in 2004 and 2005, we have made preparations for the development of high density alloys. The following research results were achieved. (1)The mechanical properties of pure Ti-6Al-4V and Ti-6Al-7Nb alloys have been improved by the improvement of mechanical properties of pure Ti-6Al-4V and Ti-6Al-7Nb alloys. In the field of current research, it is necessary to compare the mechanical properties of alloy materials with those of large-scale deformation treatment, thermodynamic treatment, and 3D optimization. The results of this research show that the mechanical properties of the materials are very good. Related results are licensed to apply for. In addition,(A1) pure metal processing is introduced into the work hardening process, and the current treatment method is successfully implemented to remove residual force and restore the property. Microstructures, electron wind, position shift, elimination, shape twin removal In addition,(A2)Ti-6Al-4V was successfully used in the current treatment method for most of the cycles, and the final ductility was 287%. The results of the study are now being submitted. (2)The preparation of the strengthened alloy system explains the relationship between the mechanical properties of the alloy and the mechanical properties of the alloy, the influence of the position and the crystal particles, and the electronic wind.このメカニズムは、现时点ではこの课题のユニークな発见である。The application of EBSD and EDS methods, the observation of microstructure before and after current treatment The results show that the second phase of the alloy is not homogeneous and the dispersion of stabilizing elements is possible. Related research is necessary for future research.