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

点击翻译按钮获取中文摘要

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。