マルテンサイト変態を必要としないD0_3型Fe系超弾性合金の合金設計

D0_3型不需要马氏体转变的铁基超弹性合金的合金设计

基本信息

批准号：
16686043
负责人：
安田弘行
金额：
$ 15.97万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16686043/
关键词：
超弾性金属間化合物転位逆位相境界形状記憶合金電子顕微鏡 Fe Al

项目摘要

転位運動を基調としたD0_3型鉄系化合物(Fe_3Al, Fe_3Ga, Fe_3Si, Fe_3Ge)の超弾性について、本年度は、(1)非平衡プロセスによるD0_3相の発達過程、および(2)準安定D0_3相の超弾性挙動について調査を行った。Fe_3Alに急冷等の非平衡プロセスを施すと、D0_3相への規則化が抑制され超弾性は発現しない。Fe_3AlにGa、Ge、Siを添加した場合も同様である。一方、化学量論組成近傍の組成を有するFe_3Gaでは、本来580℃以下で(α+Ll_2)2相が発達するはずであるが、不規則α相を急冷した後500〜580℃で焼鈍すると、焼鈍時間が10時間程度までであれば準安定D0_3相が発達した。また、Gaリッチの組成では、不規則α単相領域から水焼入れしただけで規則度の高いD0_3相が得られた。これら準安定D0_3相でも超弾性の発現が確認され、その形状回復率は化学量論組成に近づくほど増加した。しかしながら、さらに長時間の焼鈍を行うと平衡相であるLl_2相が析出し、このLl_2相が転位の運動をピンニングすると共に、マトリックスのGa濃度を低下させることで回復率が低下した。また、準安定D0_3相が不規則α相と共存する条件(23at.%Ga、620℃)では回復率が著しく低下した。超弾性を示す場合、1/4<111>超部分転位が逆位相境界(APB)を引きずりながら2本ペアで運動していることが確認された。このAPBが除荷時に超部分転位を後方へ引き戻すことで形状が回復する。一方、Fe_3SiならびにFe_3Geを不規則α相あるいはB2相から水焼入れした場合でも規則度の高いD0_3相が発達する。しかしながら、この準安定D0_3相は超弾性を示さない。以上のように、本研究の遂行によって、D0_3型鉄系化合物における超弾性発現のための最適合金組成、熱処理条件等が明確となった。

在今年，我们根据位错运动研究了D0_3型铁化合物（FE_3AL，FE_3GA，FE_3SI，FE_3GE）的热弹性，以及亚稳态D0_3相的超弹性行为。当Fe_3Al经过非平衡过程（例如淬火）时，抑制了D0_3相的排序，并且没有表现出超弹性。将GA，GE和SI添加到FE_3AL的情况下也是如此。另一方面，在FE_3GA（在化学计量学组成附近）的FE_3GA中，（α+ll_2）2相应自然在580°C或以下自然发展，但是当不规则α相位迅速冷却并在500-580°C时迅速冷却并在500-580°C中退火时，在不稳定的D0_3阶段时，将在不稳定的d0_3阶段开始时开发了10个小时的时间。此外，在富含GA的组成中，通过简单地从不规则的α单相区域解散了不规则的α单相区域，从而获得了高度规则的D0_3相。在亚稳态D0_3相中还证实了超弹性，其形状恢复速率随着化学计量的组成而增加。但是，当退火进一步延长时，平衡相，ll_2，沉淀和该LL_2相销钉脱位的移动，并降低矩阵中的GA浓度，从而降低恢复速率。此外，在亚稳态D0_3相与不规则α相共存的条件下，恢复率显着降低（23 at。％GA，620°C）。当显示超弹性时，可以证实1/4 <111>超级脱位以两对拖动反相边界（APB）移动。当该APB卸载后，将超级脱位向后拉，从而恢复了形状。另一方面，即使FE_3SI和FE_3GE从不规则α相或B2相中淬灭水，也会形成高度规则的D0_3相。但是，这种亚稳态的D0_3相并未表现出超弹性。如上所述，这项研究的实施明确了最佳合金组成和热处理条件，以实现D0_3基于D0_3的基于铁的化合物的过度弹性。