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チタン基生体用形状記憶合金の内部組織制御及び特性改善

生物材料用钛基形状记忆合金内部结构控制及性能改进

基本信息

批准号：
09J05200
负责人：
戸部裕史
金额：
$ 1.34万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

前年度までの研究では、β型Ti基形状記憶合金のマルテンサイト相(α"相)において、格子定数が合金組成によって変化することで変形双晶の活動頻度が変化することを明らかにした。また、そのような変形双晶の活動頻度の組成依存性が、加工集合組織の組成依存性と関連していることを示唆した。そこで本年度では、すべりや双晶による変形が内部組織にどのような影響を及ぼすのかを調べることで、加工集合組織の形成機構を明らかにすることを目的とした。Tiにβ相安定化元素としてNbを添加したTi-Nb二元系合金をアーク溶解により作製した。合金組成を変化させることで、α"相の格子定数を変化させることができる。作製した合金に対し、室温において圧延による変形を施した。この際、圧延率を変化させた試料を作製し、変形過程を観察するための試料とした。圧延後の試料に対し、透過型電子顕微鏡を用いて内部組織観察を行った。すべり変形が主要な変形モードとなっている組成では、圧延率の増加に伴い転位密度の増加がみられた。このような組成には強い(100)_<α">[010]_<α">加工集合組織が形成された。変形双晶が活動的な組成では、圧延初期に多数の太い双晶バンドの導入がみられ、その後はバンドの内部に新たな双晶が導入されることによって変形が進んでいくことがわかった。結晶粒が双晶界面で分断されることで、圧延加工によって組織が微細化し、強い加工集合組織は形成されなかった。以上のように、本研究ではβ型Ti基形状記憶合金の合金組成と変形機構、形成される加工集合組織との関連性を明らかにした。この成果は、β型Ti基生体用形状記憶合金の内部組織制御技術の確立に大きく貢献するものである。

In the past year, the study of β-type Ti-based shape memory alloys showed that the activity frequency of β-type Ti-based shape memory alloys changed from α-phase to α-phase. The composition dependence of the activity frequency of the crystal, the composition dependence of the processing set organization and the relationship between the crystal and the processing set organization are shown. This year, the formation mechanism of the processing assembly organization is clear. Ti-Nb binary alloys are dissolved by addition of Ti and Nb as stabilizing elements. The alloy composition is changed from The temperature of the alloy is low. The test material is manufactured by the method of pressure and delay, and the test material is observed by the method of pressure and delay. The internal structure of the sample is observed by means of a transmission electron microscope. The main shape of the film is the composition of the film, the increase of the pressure and the increase of the density of the film The composition of this group is strong (100)_<α">[010]_<α">. In the early stage of the transition, most of the crystals are introduced into the inner part of the crystal. The crystal grain is divided into two crystal interfaces, and the microstructure is refined by pressure processing, and the microstructure is formed by strong processing. In this study, the relationship between the alloy composition and the microstructure of beta-type Ti-based shape memory alloys was investigated. These achievements have contributed greatly to the establishment of internal microstructure control technology for β-Ti-based shape memory alloys.