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マルテンサイト変態を必要としないD0_3型Fe系超弾性合金の合金設計

D0_3型不需要马氏体转变的铁基超弹性合金的合金设计

基本信息

批准号：
16686043
负责人：
安田弘行
金额：
$ 15.97万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
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/grant/KAKENHI-PROJECT-16686043/
关键词：
超弾性金属間化合物転位逆位相境界形状記憶合金電子顕微鏡 Fe Al

项目摘要

転位運動を基調としたD0_3型鉄系化合物(Fe_3Al, Fe_3Ga, Fe_3Si, Fe_3Ge)の超弾性について、本年度は、(1)非平衡プロセスによるD0_3相の発達過程、および(2)準安定D0_3相の超弾性挙動について調査を行った。Fe_3Alに急冷等の非平衡プロセスを施すと、D0_3相への規則化が抑制され超弾性は発現しない。Fe_3AlにGa、Ge、Siを添加した場合も同様である。一方、化学量論組成近傍の組成を有するFe_3Gaでは、本来580℃以下で(α+Ll_2)2相が発達するはずであるが、不規則α相を急冷した後500〜580℃で焼鈍すると、焼鈍時間が10時間程度までであれば準安定D0_3相が発達した。また、Gaリッチの組成では、不規則α単相領域から水焼入れしただけで規則度の高いD0_3相が得られた。これら準安定D0_3相でも超弾性の発現が確認され、その形状回復率は化学量論組成に近づくほど増加した。しかしながら、さらに長時間の焼鈍を行うと平衡相であるLl_2相が析出し、このLl_2相が転位の運動をピンニングすると共に、マトリックスのGa濃度を低下させることで回復率が低下した。また、準安定D0_3相が不規則α相と共存する条件(23at.%Ga、620℃)では回復率が著しく低下した。超弾性を示す場合、1/4<111>超部分転位が逆位相境界(APB)を引きずりながら2本ペアで運動していることが確認された。このAPBが除荷時に超部分転位を後方へ引き戻すことで形状が回復する。一方、Fe_3SiならびにFe_3Geを不規則α相あるいはB2相から水焼入れした場合でも規則度の高いD0_3相が発達する。しかしながら、この準安定D0_3相は超弾性を示さない。以上のように、本研究の遂行によって、D0_3型鉄系化合物における超弾性発現のための最適合金組成、熱処理条件等が明確となった。

This year, we have investigated (1) the formation process of D03 phase due to non-equilibrium phase transition,(2) the investigation of the hypermobility of quasi-stable D03 phase. The nonequilibrium behavior of Fe_3Al quenching and D_0_3 phase regularization are suppressed. Fe_3Al, Ga, Ge, Si are added in the same way. The composition of Fe_3Ga and (α+Ll_2)2 phase is stable below 580℃. The temperature of α phase is 500 ~ 580℃. In addition, the composition of Ga and Ga is irregular, and the structure of Ga and Ga is irregular. The appearance of the quasi-stable D0_3 phase was confirmed, and the shape recovery rate increased with the increase of the chemical composition. The recovery rate is low due to the precipitation of Ll_2 phase and the decrease of Ga concentration. Conditions for irregular α phase and blue shift of quasi-stable D0_3 phase (23at.%) Ga, 620℃) 1/4 <111>Superposition and Inverse Phase Boundary (APB) are used to identify the motion of the two elements. The APB is loaded and the shape is restored. In the case of irregular α-phase, B2-phase and D03-phase, Fe3Si-and Fe3Ge-phases, there is no regular α-phase and D03-phase. D0_3 is a phase inversion property. The optimum composition and heat treatment conditions for D0_3-type iron series compounds were determined.