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Manufacture process on high-strength and ultrafine-grained pure titanium by single-pass heavy-strain thermomechanical treatment

单道次高应变形变热处理高强度超细晶纯钛制造工艺

基本信息

批准号：
22K04762
负责人：
朴亨原
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Komatsu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究の最終目的は，1パス大ひずみ加工熱処理プロセス（圧下率70-90％）による純チタンにおける超微細粒の形成メカニズムの解明や製造プロセスの構築にある。加工熱処理プロセスを用いて純チタンの結晶粒を超微細化するためには，温度，ひずみ，ひずみ速度，冷却方法の主なパラメータ制御が重要である。特に温度は相変態に影響を及ぼすため，組織微細化に大きく影響する。したがって加工熱処理による純チタンの超微細粒の形成メカニズムとして，1) 相変態温度付近での加工誘起動的相変態，2) 相変態温度以下での動的再結晶によることが考えられる。ここに着目し，1年目では相変態点以下の800℃と相変態点付近の900℃でひずみ速度1/sとし，圧下率を50～85%に変化しながら，純チタンにおける超微細粒の形成メカニズムの解明と700・900・1000℃で加工熱処理された純チタンの成形性を調査した。その結果，加工温度800・900℃，ひずみ速度1/s，圧下率70～85％で2～4umの結晶粒径を有する純チタンが製造できた。加工温度800℃では動的再結晶，900℃では動的再結晶+加工誘起動的相変態が超微細粒の形成メカニズムであることが明らかになった。また，初期材，加工温度700・900・1000℃，ひずみ速度1/s，圧下率70%で加工熱処理した試験片を用いて90°V曲げ試験を行った結果，加工温度700℃の試験片が最高強度を示し，加工温度が900℃から1000℃に増加するにつれて強度は低下した。これはβトランザス以上で加工した試験片では粗大粒を有したためであることが明らかになった。よって純チタンを超微細粒化させるためには，βトランザス以下（約900℃）で加工熱処理を実施する必要があることが判った。

The ultimate goal of this study is: 1. To understand the structure of ultra-fine particle formation and production process in large scale heat treatment (pressure reduction rate 70-90%). The temperature, cooling speed and cooling method are very important for processing heat treatment. Special temperature changes affect the structure and structure. 1) Phase transition induced by processing startup at a temperature close to the phase transition temperature, 2) Dynamic recrystallization at a temperature below the phase transition temperature. In one year, the phase transition point is below 800℃, the phase transition point is close to 900℃, the speed is 1/s, the pressure reduction rate is 50~85%, and the formation of ultrafine particles is investigated by processing heat treatment at 700·900·1000℃. As a result, the processing temperature is 800·900℃, the temperature is 1/s, the reduction rate is 70~85%, the crystal particle size is 2~ 4 um, and the purity is high. Processing temperature 800℃In addition, the initial material, processing temperature 700·900·1000℃, temperature speed 1/s, pressure reduction rate 70%, processing heat treatment test piece with 90°V bending test results, processing temperature 700℃ test piece with the highest strength, processing temperature from 900℃ to 1000℃ increase, strength is low. This is the first time I've ever seen one. The temperature of the ultra-fine particles is below 900℃.