心疾患治療用高性能金属材料の開発

1. 前年度までのASTM F90 Co-20Cr-15W-10Ni(mass%)合金における加工熱処理による結晶粒微細化と低温熱処理による機械的特性の向上に関する研究を発展させ、塑性変形挙動の結晶粒径依存性を調査した。粗大結晶粒組織の場合には、塑性変形中に加工硬化率が上昇する優れた加工硬化特性を示し、低温熱処理を施すことでその傾向が促進された。一方で、微細結晶粒組織の場合には、塑性変形初期では高い加工硬化率を示すものの、歪みの増加とともに加工硬化率が減少する傾向を示した。結晶粒微細化によって歪み誘起マルテンサイト変態(SIMT)の発生が促進されていることが明らかとなった。これは、結晶粒微細化に伴い、SIMTの発生サイトになりやすい結晶粒界および双晶界面が増加したためであると考えられる。さらに、結晶粒径にかかわらず、低温熱処理によりSIMTの発生が抑制された。これらの結果から、結晶粒微細化と低温熱処理を組み合わせることで高強度、高延性、低降伏応力というバルーン拡張型ステントに適した特性を付与することが可能であることが明らかとなった。2. ASTM F90 Co-20Cr-15W-10Ni(mass%)合金をベースとして、低降伏応力を維持したままでのさらなる高強度化、高延性化を目的として、Si, Mnを添加した新合金を作製した。Siは、固溶強化による強度向上を、Mnは延性の向上および析出物形成の抑制を目的として添加した。Si添加により(Co, Ni)WSi laves相が形成し、強度が向上したものの、延性の著しい低下が確認された。一方で、Mn添加により延性が向上し、塑性変形中に加工硬化率が上昇する優れた加工硬化特性を示した。この結果から、Mn添加は、高強度、高延性、低降伏応力を共立する合金開発において一つの有効な方法であることが示唆された。

1. 前年度までのASTM F90 Co-20Cr-15W-10Ni(mass%)合金における加工熱処理による結晶粒微細化と低温熱処理による機械的特性の向上に関する研究を発展させ、塑性変形挙動の結晶粒径依存性を調査した。粗大結晶粒組織の場合には、塑性変形中に加工硬化率が上昇する優れた加工硬化特性を示し、低温熱処理を施すことでその傾向が促進された。一方で、微細結晶粒組織の場合には、塑性変形初期では高い加工硬化率を示すものの、歪みの増加とともに加工硬化率が減少する傾向を示した。結晶粒微細化によって歪み誘起マルテンサイト変態(SIMT)の発生が促進されていることが明らかとなった。これは、結晶粒微細化に伴い、SIMTの発生サイトになりやすい結晶粒界および双晶界面が増加したためであると考えられる。さらに、結晶粒径にかかわらず、低温熱処理によりSIMTの発生が抑制された。これらの結果から、結晶粒微細化と低温熱処理を組み合わせることで高強度、高延性、低降伏応力というバルーン拡張型ステントに適した特性を付与することが可能であることが明らかとなった。2. ASTM F90 Co-20Cr-15W-10Ni(mass%)合金をベースとして、低降伏応力を維持したままでのさらなる高強度化、高延性化を目的として、Si, Mnを添加した新合金を作製した。Siは、固溶強化による強度向上を、Mnは延性の向上および析出物形成の抑制を目的として添加した。Si添加により(Co, Ni)WSi laves相が形成し、強度が向上したものの、延性の著しい低下が確認された。一方で、Mn添加により延性が向上し、塑性変形中に加工硬化率が上昇する優れた加工硬化特性を示した。この結果から、Mn添加は、高強度、高延性、低降伏応力を共立する合金開発において一つの有効な方法であることが示唆された。