βＴｉ基合金における三角形状α相析出形態制御と完全超弾性化

本研究の目的は，生体適合性に優れたTi-Mo-Sn-Zr合金において，一般的なTi合金には見られない三角錐状の微細なα相の析出条件・機構を明らかにし，βTi合金において本来困難とされるα相析出による析出強化を目指すものである．昨年度までに，Ti-3Mo-6Sn-5Zr(mol%)合金において三角錐状α相を各種熱処理により析出させ，透過型電子顕微鏡（TEM）を用いて，三角錐状α相の結合状態を明らかにし，また無ひずみ・無回転な方位である不変線方向を幾何学的に算出し，その[331]βという方位がαプレート同士の稜線方向とほぼ一致するという特殊な状況であることを明らかにした．本年度では，菊池線を用いたより詳細な結晶方位解析を行ったところ，αプレート内部では双晶界面近傍とそれ以外で優先結晶方位が異なることを明らかになった．双晶界面近傍では厳密な双晶関係を満たし，一方で，双晶界面から離れたプレート内部では不変線ひずみ条件を満たしていた．また，三角錐型α相の異相界面においては，バーガースベクトルが[111]βのレッジ構造を持ち，またこのレッジが不均一に存在していることが明らかになった．これらは三角錐状α相の核形成と成長挙動に起因すると考えるとうまく説明できることを示した．本研究により，当初予定していた通り三角錐状α相の析出条件を解明し，三角錐状α相を利用した析出強化型βTi超弾性合金の設計指針を確立することができた．

本研究の目的は，生体適合性に優れたTi-Mo-Sn-Zr合金において，一般的なTi合金には見られない三角錐状の微細なα相の析出条件・機構を明らかにし，βTi合金において本来困難とされるα相析出による析出強化を目指すものである．昨年度までに，Ti-3Mo-6Sn-5Zr(mol%)合金において三角錐状α相を各種熱処理により析出させ，透過型電子顕微鏡（TEM）を用いて，三角錐状α相の結合状態を明らかにし，また無ひずみ・無回転な方位である不変線方向を幾何学的に算出し，その[331]βという方位がαプレート同士の稜線方向とほぼ一致するという特殊な状況であることを明らかにした．本年度では，菊池線を用いたより詳細な結晶方位解析を行ったところ，αプレート内部では双晶界面近傍とそれ以外で優先結晶方位が異なることを明らかになった．双晶界面近傍では厳密な双晶関係を満たし，一方で，双晶界面から離れたプレート内部では不変線ひずみ条件を満たしていた．また，三角錐型α相の異相界面においては，バーガースベクトルが[111]βのレッジ構造を持ち，またこのレッジが不均一に存在していることが明らかになった．これらは三角錐状α相の核形成と成長挙動に起因すると考えるとうまく説明できることを示した．本研究により，当初予定していた通り三角錐状α相の析出条件を解明し，三角錐状α相を利用した析出強化型βTi超弾性合金の設計指針を確立することができた．