広動作温度範囲を有するFe系マルチモード超弾性合金の開発

宽工作温度范围铁基多模超弹性合金的研制

基本信息

批准号：
20656114
负责人：
安田弘行
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20656114/
关键词：
超弾性格子欠陥電子顕微鏡中性子形状記憶合金金属間化合物 Fe Ga

项目摘要

Fe_3AlおよびFe_3Ga合金のFe系マルチモード超弾性合金の機能発現機構を解明することを目的とし、平成22年1月28日～1月31日にかけて、茨城県東海村のJ-PARCセンターにあるパルス中性子回折装置「BL19匠」を用いて、その変形挙動の中性子その場観察を行った。その結果、Fe_3Al合金では、引張変形および圧縮変形の過程において、相変態に伴う中性子ピークは一切観察されなかった。したがって、Fe_3Al合金では、転位の可逆運動に由来するAPB擬弾性が生じていることがわかった。一方、溶体化処理を施したFe_3Ga合金を圧縮変形すると、圧縮歪が1%を越した時点で、220ピークよりもわずかに面間隔の大きな回折ピークが出現した。一方、除荷すると、この回折ピークは消滅したことから、溶体化したFe-Ga合金の擬弾性挙動に相変態が関与していることが示唆された。その場中性子回折以外にもその場TEM、その場EBSP観察を実施した。その結果、例えばFe_3Al合金について、その場EBSP観察を実施したところ、引張変形中のFe_3Al単結晶は常にDO_3構造の菊池線パターンを生じ、相変態の痕跡は一切認められなかった。このこともFe_3Al合金では転位の運動のみが生じていることを意味する。一方、Fe_3Ga合金の特性改善を目的とし、少量のSiを添加した合金では、形状回復率が著しく低下し、擬弾性の改善効果は残念ながら認められなかった。これに伴い、他の添加元素の効果についても引き続き調査したところ、MnやCrといった3d遷移金属を添加した場合に良好な擬弾性が発現することが明らかとなった。

为了阐明Fe_3Al和Fe_3Ga合金铁基多模超弹性合金的功能表达机制，2010年1月28日至1月31日，脉冲我们利用中子衍射装置对其变形行为进行了原位中子观测“ BL19 拓海。”结果表明，Fe_3Al合金在拉伸和压缩变形过程中没有观察到与相变相关的中子峰。因此，发现APB赝弹性是由Fe_3Al合金中位错的可逆运动产生的。另一方面，当固溶处理的Fe_3Ga合金压缩变形时，当压缩应变超过1%时，出现了比220峰晶面间距稍大的衍射峰。另一方面，卸载后，该衍射峰消失，表明固溶处理的 Fe-Ga 合金的伪弹性行为涉及相变。除了原位中子衍射之外，我们还进行了原位TEM和原位EBSP观测。结果，例如，当对Fe_3Al合金进行原位EBSP观察时，拉伸变形过程中的Fe_3Al单晶总是产生DO_3结构的菊池线图案，并且没有观察到相变的痕迹。这也意味着Fe_3Al合金中仅发生位错运动。另一方面，在添加少量Si以改善Fe_3Ga合金的性能的合金中，形状恢复率显着降低，并且不幸的是，没有观察到伪弹性的改善。与此同时，我们继续研究其他添加元素的影响，发现当添加 Mn 和 Cr 等 3D 过渡金属时，可以获得良好的赝弹性。