非平衡PMプロセスによるナノ結晶粒組織制御と超塑性

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(1)ミリングによる結晶粒超微細化メカニズムSFEの小さなオーステナイト系ステンレス鋼(SUS316L)では交差すべりが起こりにくいことから局所的な結晶回転、すなわち再結晶核の形成が起こり、さらに加工により導入された著しく過剰な空孔によって室温近傍での回復が確認された。一方、SFEの大きなニッケル粉末では亜結晶粒界の形成が連続して起こり、次第に方位差の大きな結晶粒組織が形成されることが明らかとなった。すなわち、SFEの小さい場合は「不連続再結晶」により、一方、SFEの大きな場合は「連続再結晶」によって結晶粒の微細化が進行して行くと考えられる。(2)Ti-AlのMA粉末における相変態挙動Ti-Alの場合、昇温過程で一旦HCP構造からFCC構造へのマッシブ変態に似たせん断変態を起こし、さらにFCC構造からHCP構造への逆せん断変態を起こすことが明らかとなった。せん断変態に引き続いて拡散により規則化や相分解を起こし、炭化物生成添加剤を含む場合にはTi_2AlCによるピン止め効果により超微細結晶粒組織が得られることが明らかとなった。このような昇温過程での相変態の場合、昇温速度により結晶粒径の制御が容易であることも明らかとなった。(3)Ti_5Si_3-TiNセラミクス複合材の組織制御と疑似超塑性Ti-20mass%Si_3N_4の組成でMA処理を行うと、アモルファス相中にわずかにナノサイズのα-Ti相が混合した非平衡組織が形成された。1043Kで初期ひずみ速度4.2×10^<-4>s^<-1>で圧縮変形すると、m値は約0.26であった。したがって、疑似的な超塑性変形挙動が起こっている可能性がある。非平衡相を利用した成形は、セラミクスなどの高温材料の加工成形に有効であると考えられる。