マグネドープと水素中時効を複合したチタン銅合金の不連続析出制御と伸線加工

采用掺镁和氢时效相结合的钛铜合金的不连续析出控制和拉丝

• 批准号: 22K04754
• 负责人: 齋藤 嘉一
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Akita 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04754/
• 关键词: Cu-Ti-Mg合金; 等温時効; 水素中時効; 不連続析出; TEM/SAD; STEM/EDS; 銅合金; 組織制御

本研究では、Cu-Ti合金の特性改質法として、微量のMg添加に加え、水素中時効を複合した組織制御を試みた．そこでCu-Ti-Mg三元系合金の水素中時効挙動を調査し、これと並行して電子顕微鏡法を駆使した組織・構造学的評価を行い、Mg無添加の場合や大気中時効の場合との比較から、複合制御法の有効性を評価した．得られた知見は以下の通りである．1.水素中時効の影響を大気中（真空中）のそれと比較すると、時効ピークに達するまでは、導電率とビッカース硬さのいずれも雰囲気ガスの違いによらずほぼ同水準値を維持して増加する．ピークを過ぎると、水素中時効の方が導電率の上昇率と硬さの減少率が目立つようになり、特にMg含有系においてその傾向は顕著化する．2.Cu-4Ti-2Mg合金に水素中時効を施すとβ’相による析出強化が発現するに加え、Cu-4Ti合金の場合以上にTiH2の生成が活性化する．つまり、Cu-Ti系に対するMg添加は、同合金に水素中時効を施した際のCu母相中のTi固溶量の低下を促し、導電率を向上させるうえで有効である．Cu-4Ti-2Mg合金（at.%）に対する水素中時効挙動について、初期段階の特徴はやはり2元系合金に対する大気中時効の場合と変わらなかったが、時効ピーク以降に大きな違いが現れ、導電率上昇と硬さ低下が顕著化した．特にPA時の組織学的特徴において特筆すべき点として、Cu母相内に多数の差し渡し数十nmのTiH2析出物の生成が確認されたことから、微量Mgの添加に当該析出の促進作用があるものと推測された．この現象は、Tiを含むFCC-Cu母相に対して、さらに一定量の原子サイズの異なる溶質原子（Mg）が置換固溶することで‘隙間’の多いFCC構造が構築され、このことが時効中の水素原子の体積拡散を促す要因となり、ひいてはTiH2の核生成・成長を早める結果をもたらしたと解釈された．

在这项研究中，我们试图通过结合氢中的MG和衰老的添加作为改革Cu-Ti合金的特性来控制结构。因此，我们研究了Cu-Ti-Mg三元合金在氢气中的衰老行为，并同时使用电子显微镜进行了组织和结构评估，并通过将其与未添加MG的情况进行比较或大气成年来评估了复合控制方法的有效性。所获得的发现如下：1。将氢化的影响与大气中的氢化作用（真空）进行比较，直到达到老化峰值为止，无论大气气体的差异如何，电导率和Vickers硬度都随着几乎相同的水平而增加。通过峰后，在氢化中，电导率的增加和硬度降低的速度变得更加明显，并且在含MG的系统中，这种趋势变得尤为明显。 2。当Cu-4Ti-2mg合金在氢中陈化时，还观察到由于β'相引起的降水加强，并且与Cu-4TI合金相比，激活TIH2的形成更多。换句话说，当合金在氢中衰老并提高电导率时，在Cu-Ti系统中添加Mg可以有效地鼓励Cu基质中Ti固体溶液的量减少。关于CU-4TI-2MG合金（AT。％）的氢衰老行为，初始阶段仍然与二元合金大气老化的老化相同，但是在衰老峰值之后，出现了显着差异，导致电导率显着增加和硬度降低。在PA的组织学特征上特别值得注意的是，确认了许多TIH2在几十nm上的许多TIH2沉淀的形成，并确认了cu基质的几十nm，并且假定添加痕量的MG具有促进降水的作用。 This phenomenon was interpreted as a result of the substitution of a certain amount of solute atoms (Mg) of different atomic sizes in the FCC-Cu matrix containing Ti, and the FCC structure with many gaps was constructed, resulting in the creation of a "gap" FCC structure with many "gaps", which encouraged the volume diffusion of hydrogen atoms during aging, and thus the result of speeding up the nucleation and growth of tih2。

项目成果

マグネシウム含有チタン銅の水素中時効挙動（口頭発表）

含镁钛铜在氢气中的老化行为（口头报告）

• 发表时间: 2022
• 作者: Kaichi Saito;Makio Suzuki;Yuichiro Hayasaka;Kana Takenaka;Satoshi Semboshi;Kaichi Saito;廣田航大，齋藤嘉一，千星聡
• 通讯作者: 廣田航大，齋藤嘉一，千星聡

Development of high-performance alpha-Mg-doped Cu-Ti alloys for electrical engineering applications

开发用于电气工程应用的高性能 α-Mg 掺杂 Cu-Ti 合金

• 发表时间: 2023
• 作者: Kaichi Saito;Makio Suzuki;Yuichiro Hayasaka;Kana Takenaka;Satoshi Semboshi;Kaichi Saito
• 通讯作者: Kaichi Saito

Effect of magnesium doping on discontinuous precipitation in age-hardenable copper-titanium alloys

镁掺杂对时效硬化铜钛合金不连续析出的影响

• 发表时间: 2022
• 期刊: Materials Characterization
• 影响因子: 4.7
• 作者: Kaichi Saito;Makio Suzuki;Yuichiro Hayasaka;Kana Takenaka;Satoshi Semboshi
• 通讯作者: Satoshi Semboshi