ミリングによるNiTi基合金のナノ結晶化・非晶質化とガラス遷移域での固化成形性

通过铣削和玻璃化转变区域的凝固成形性实现镍钛基合金的纳米晶化/非晶化

• 批准号: 15760511
• 负责人: 石川 和宏
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Kitami Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760511/
• 关键词: アモルファス; メカニカルグラインディング; TiNi合金; 水素透過; 粉末冶金; 固相反応; ナノ結晶; 透過電子顕微鏡; NiTi合金; マルテンサイト; 透過型電子顕微鏡; アモルファス; メカニカルグラインディング; TiNi合金; 水素透過; 粉末冶金; 固相反応; ナノ結晶; 透過電子顕微鏡; NiTi合金; マルテンサイト; 透過型電子顕微鏡

メカニカルグラインディングによりアモルファス化したTi_<41>Ni_<48>Zr_<11>合金の固化成型条件について検討した。実験の結果、Arガスが透過しない、完全に緻密な成型体を得るには、800℃以上の熱処理が必要なことが分かった。この温度は結晶化温度(約670K)より高いので、アモルファス状態での固化は困難である。Arガスを透過しないような緻密な結晶性成型体に対して水素透過試験を行ったところ、水素の透過が観察された。溶解・凝固法で作製した合金は、全く水素を透過しないので、ミリングによるアモルファス化→結晶化と固化成型のプロセスを経ることで、新たな機能が発現したと言える。この合金の水素透過度は、純Pdのそれより1桁小さく、水素透過合金としては不十分である。次に、以上の知見を基に、高い水素透過度と良好な耐水素脆化性を有するNb-Ti-Ni合金に粉末冶金プロセスを適用した。なお、粉末冶金プロセスは、最終形状に近い形で製品が得られる効率的な方法である。Nb、Ti、Niの純金属粉末を真空中で圧粉し、高温で熱処理したところ、固相反応が進行して鋳造材と同様にTiNi相と(Nb,Ti)相が生成した。熱処理条件を適切に選定すれば、緻密な合金が得られることが明らかとなった。この成型体は水素中で破壊することなく、純Pdの2倍程度の水素透過度を示した。以上より、粉末冶金プロセスにより水素透過合金を作製することが明らかになり、今後、組成や熱処理条件の最適化により更なる特性改善が期待できる。

研究了机械磨削无动于形成的ti_ <41> ni_ <48> Zr_ <11>合金的固化成型条件。实验表明，要获得完全致密的模制体，该体不允许AR气体通过，需要在800°C或更高的情况下进行热处理。该温度高于结晶温度（约670K），因此很难在无定形状态下固化。氢渗透试验是在未渗透AR气体的致密晶体模制体上进行的，并观察到氢渗透。由于通过溶解和凝固方法产生的合金根本不会渗透氢，因此可以说，通过通过铣削进行非晶化，随后进行结晶和凝固成型而开发了新功能。该合金的氢渗透性比纯PD小的数量级，这使得氢渗透合金不足。接下来，基于上述发现，将粉末冶金过程应用于具有高氢渗透性和良好的氢耐耐药性的NB-TI-NI合金。顺便说一句，粉末冶金过程是一种有效的方法，其中以接近最终形状的形式获得产物。 NB，Ti和Ni的纯金属粉末在真空中被压缩，并在高温下进行热处理，固相反应以与铸造材料相同的方式进行形成Tini相和（NB，Ti）相。据透露，如果选择了热处理条件，可以获得致密合金。这种模制体未在氢中破坏，并表现出氢的渗透性约为纯PD的两倍。从上面可以揭示出氢可以通过粉末冶金过程产生氢气合金，并且通过优化组成和热处理条件，可以预期在将来的性质进一步改善。