Fabrication of Ultrafine Grained Thin Sheets by ARB or Asymmetric Rolling

通过 ARB 或不对称轧制制造超细晶粒薄板

• 批准号: 15F15717
• 负责人: 辻 伸泰
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-11-09 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15F15717/
• 关键词: 純チタン; 六方晶; 巨大ひずみ加工; 圧延; 超微細粒; 力学特性; 集合組織; 加工性

本研究では、実用上も重要な純チタン薄板のバルクナノメタル化とそれに伴う組織・力学特性の変化を基礎的に明らかにすることを目的とする実験的研究を行なった。の研究は順調に推移し、以下の研究成果を得ることができた。(1) 異なるFe量の４種類の純チタンは、ラメラ状α相（HCP構造）の間に薄いβ相（BCC構造；高温相）が残存した組織を有し、Fe量の増加とともにαラメラは微細化し、β量は増大した。β相中にはFeが濃化していることが明らかとなった。試料の強度はFe量の増加とともに増大した。(2) 加熱・冷却中の中性子その場回折により、α→β逆変態とβ→α変態の相変態点およびkineticsを測定することに成功した。(3) 室温で10回転のHPTによる巨大ひずみ加工を施すことにより、いずれの試料においても結晶粒径100 nm程度までの結晶粒超微細化に成功した。HPT材中には、チタンの高圧相であるω相が形成されており、ω相の体積率はHPT加工時の圧縮圧力が高いほど、またFe量が多いほど大きくなることが明らかとなった。(4) HPT材の強度はFe量の増加とともに増大した。Ti-1.0%FeのHPT材は1300 MPaに達する極めて高い引張強度を示したが、HPT加工まま材の引張延性は1~2%程度と総じて低かった。(5) HPT加工材に対して焼鈍を施すことにより、約0.7μm（700 nm）～数十μmの種々の平均粒径を有する完全再結晶組織を得ることに成功した。Fe量が増大するとともに、同じ焼鈍条件下でより微細な結晶粒組織が得られ、軟化曲線はFe量の増大とともに大きく遅滞した。(6) 完全再結晶化により延性が回復し、強度と延性を両立したバルクナノメタル材が得られた。強度はFe量の増加とともに増大し、例えばTi-1.0%Feの平均粒径0.73μm材は、引張強さ700 MPa、引張延性15%を示した。

This study で も important な は, be used pure チ タ ン sheet の バ ル ク ナ ノ メ タ ル change と そ れ に with う structure, mechanical properties の - を basis of に Ming ら か に す る こ と を purpose と す る be 験 research line を な っ た. The research on the <s:1> clockwise に shift を and the following <s:1> research results を show that る る とがで る た た た た た た た た. (1) different な る Fe の 4 kinds の pure チ タ ン は, ラ メ ラ shape alpha (HCP) between の に thin い beta phase (BCC structure; high temperature phase) が residual し た organization を し, Fe in の raised add と と も に alpha ラ メ ラ は ultra-micronization model.the し quantities, beta は raised し た. In the β phase, に る Feが is concentrated with <s:1> て る る とが とが and ら となった となった. The amount of <s:1> Fe in the test sample increases とと に に increases <s:1> た. Temper in (2) in the heating, cooling の そ の field inflexion に よ り, alpha and beta inverse variations と beta and alpha - state - の phase state point お よ び kinetics determination of を す る こ と に successful し た. Room temperature で 10 (3) back to the planning の HPT に よ る huge ひ ず み processing を shi す こ と に よ り, い ず れ の sample に お い て も crystallization degree of particle size of 100 nm ま で の crystal grain of superfine refinement に successful し た. HPT material the に は, チ タ ン の high 圧 phase で あ る が omega phase formation さ れ て お り, omega phase の volume rate は HPT process の 圧 shrink pressure high が い ほ ど, ま た Fe が much い ほ ど big き く な る こ と が Ming ら か と な っ た. (4) An increase in the <s:1> strength <e:1> Fe content of HPT material とと とと に に increases <s:1> た. Ti - 1.0% Fe の HPT material は 1300 MPa に す る extremely め て intensity of high い guide を shown し た が, HPT processing ま ま material の lead Zhang Yan は 1 ~ 2% level と 総 じ て low か っ た. (5) the HPT processing material に し seaborne て 焼 blunt を shi す こ と に よ り, about 0.7 microns (700 nm) ~ tens of microns の kind 々 の を mean particle size have す る complete recrystallization organization を る こ と に successful し た. が raised large amount of Fe す る と と も に, with じ 焼 blunt conditions で よ り imperceptible な grain group が ら れ, softening curve は の raised large amount of Fe と と も に big き く 遅 hysteresis し た. (6) Complete recrystallization によ によ ductility が restoration られた, strength と ductility を ryo たバ たバ ナノメタ ナノメタ られた material が obtained られた. Strength は Fe in の raised add と と も に raised し, example え ば Ti - 1.0% Fe の average particle size of 0.73 mu m は, quoted zhang qiang さ 700 MPa and 15% を Zhang Yan sex and shown し た.

项目成果

京都大学大学院 工学研究科材料工学専攻

京都大学大学院工学研究科材料工学科

Influence of impurity (Fe) on microstructure and mechanical property in pure titanium processed by high pressure torsion and subsequent annealing

杂质（Fe）对纯钛高压扭转及退火后显微组织和力学性能的影响

• 发表时间: 2017
• 作者: Guanyu Deng;Tilak Bhattacharjee;Yan Chong;Ruixiao Zheng;Yu Bai;Akinobu Shibata;Nobuhiro Tsuji
• 通讯作者: Nobuhiro Tsuji

“Fabrication of ultrafine grained pure titanium including iron by severe plastic deformation”

“通过剧烈塑性变形制造含铁的超细晶纯钛”

• 发表时间: 2017
• 作者: Sheedy E;Hosaka K;Guanyu DENG
• 通讯作者: Guanyu DENG

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「二相域加工熱処理によるTi-1.0w.t.%Feの結晶粒超微細化」

“通过两相区热处理实现 Ti-1.0w.t.%Fe 的超细晶粒细化”

• 发表时间: 2017
• 作者: Zhang Yuan;Deng Guanyu;Chong Yan;Bai Yu;柴田曉伸, 辻伸泰
• 通讯作者: 柴田曉伸, 辻伸泰