心疾患治療用高性能金属材料の開発

开发治疗心脏病的高性能金属材料

• 批准号: 16J04279
• 负责人: 植木 洸輔
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J04279/
• 关键词: Co-Cr-W-Ni合金; 低温熱処理; 歪み誘起マルテンサイト変態; 機械的特性; バルーン拡張型ステント; ASTM F90合金; Co-Cr-Mo合金; 耐食性

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. In the past year, ASTM F90Co-20Cr-15W-10Ni (mass%) alloy was processed and heat treated, crystal grain refinement and mechanical properties were studied, and the dependence of plastic deformation on crystal grain size was investigated. In the case of coarse grain structure, the work hardening rate increases in plastic deformation, and the work hardening characteristics show that the application of low temperature heat treatment tends to promote it. In the case of fine crystal grain structure, the work hardening rate at the initial stage of plastic deformation tends to increase and decrease. The growth of crystal grain micronization is promoted by the induction of crystal grain state (SIMT). As a result, the grain size of the crystals becomes finer, and the grain boundary and twin-crystal interface of the SIMT's production equipment increase. The growth of SIMT is inhibited by low temperature heat treatment, crystal particle size and crystal size. As a result, crystallization grain refinement and low temperature heat treatment are combined with high strength, high ductility and low voltage. 2. ASTM F90 Co-20Cr-15W-10Ni (mass%) alloy was prepared with Si and Mn additions to maintain high strength and ductility while maintaining low voltage. Si, Mn solution strengthening, strength enhancement, ductility enhancement and precipitation suppression Si addition (Co, Ni)WSi laves phase formation, strength increase, ductility decrease are confirmed. In addition to Mn, ductility and plasticity increase, and work hardening characteristics are improved. As a result, Mn addition, high strength, high ductility and low voltage drop are the common characteristics of alloy development.

项目成果

生体用Co-Cr-Mo合金の熱処理による機械的特性変化

生物用Co-Cr-Mo合金热处理引起的机械性能变化

• 发表时间: 2017
• 作者: 植木 洸輔;阿部 舞;上田 恭介;仲井 正昭;中野 貴由;成島 尚之
• 通讯作者: 成島 尚之

Changes in microstructure during deformation in ASTM F90 Co-20Cr-15W-10Ni alloy for biomedical application

生物医学应用 ASTM F90 Co-20Cr-15W-10Ni 合金变形过程中微观结构的变化

• 发表时间: 2017
• 作者: K.Ueki;K.Ueda;M.Nakai;T.Nakano and T.Narushima
• 通讯作者: T.Nakano and T.Narushima

生体用Co-Ni-Cr-Mo合金の機械的特性に及ぼすTi含有量の影響

Ti含量对生物Co-Ni-Cr-Mo合金力学性能的影响

• 发表时间: 2017
• 作者: 砂沢俊哉;植木洸輔;上田恭介;成島尚之
• 通讯作者: 成島尚之

ASTM F1058合金における熱処理が微細組織および機械的特性に与える影響

热处理对 ASTM F1058 合金显微组织和机械性能的影响

• 发表时间: 2016
• 作者: 植木洸輔;上田恭介;成島尚之
• 通讯作者: 成島尚之

Changes in Microstructure of Biomedical Co-Cr-Mo Alloys during Aging at 973 to 1373 K

• DOI: 10.2320/matertrans.mi201507
• 发表时间: 2016-12
• 期刊: Materials Transactions
• 影响因子: 1.2
• 作者: Kosuke Ueki;Y. Kurihara;S. Mineta;Alfirano;Kyosuke Ueda;Shigenobu Namba;T. Yoneda;T. Narushima