【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.21】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24UT0225
利用課題名 / Title
Ti-Ni合金およびTi-Pd-Cr合金におけるミクロ組織と変形特性の関係
利用した実施機関 / Support Institute
東京大学 / Tokyo Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions
キーワード / Keywords
アクチュエーター/ Actuator,表面・界面・粒界制御/ Surface/interface/grain boundary control,電子顕微鏡/ Electronic microscope
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
松宮 久
所属名 / Affiliation
国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
李 孝範,大島 健太
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
寺西 亮佑
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術補助/Technical Assistance（副 / Sub）,機器利用/Equipment Utilization
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
代表的な形状記憶合金であるTi-Ni合金は、航空宇宙をはじめとする広範な分野で、軽量かつ高出力のアクチュエータとして利用されてきた。一方、Ti-Ni形状記憶合金の駆動温度は100℃以下に限られているため、近年では用途のさらなる拡大のために100℃以上の広範な温度域で駆動可能な高温用形状記憶合金の開発が進められている。中でもTi-Pd-Cr合金は350℃付近の温度域で駆動可能であり駆動時の温度ヒステリシスも小さいため、その力学特性を制御することで優れた応答性を有するアクチュエータとして熱制御への利用が期待できる。しかし、Ti-Pd-Cr合金のマルテンサイト相はTi-Ni合金と同様に複雑な内部微視組織を有しているが、それらの微視組織と変形特性の関係は未だ明らかでない部分が多い。そこで本研究では、Ti-Ni合金とTi-Pd-Cr合金の微視組織と変形特性の関係を調査した。
実験 / Experimental
Ti-50.0Ni (at.%) とTi-49(Pd+Cr) (at.%)インゴットをAr雰囲気中でのアーク溶解により作製した。インゴットに対して種々の圧下率での冷間圧延および種々の温度・時間での中間焼鈍を施した後、再び冷間圧延を施し、種々の温度・時間で再結晶化処理および時効処理を施すことで薄板状の圧延材を得た。圧延材からRD方向と引張方向が平行になるように引張試験片を切り出し、初期ひずみ速度5.0×10-4での引張試験を実施した。変形前後の微視組織を走査型電子顕微鏡（SEM）と走査透過電子顕微鏡（STEM:UT-006）を用いて観察した。
結果と考察 / Results and Discussion
Ti-Ni合金において、熱処理後の微視組織はB19'マルテンサイト相であり、幅1μm以上の粗大な晶癖面バリアントと幅1μm以下の微細な晶癖面バリアントが複雑に組み合わさる形態であった。引張試験種々の変形量で途中止めし、同一視野における組織変化を観察したところ、引張変形中に新たに生成した内部双晶の連続的な成長と、微細なバリアント同士が再配列することによる結晶方位の収束が生じていることがわかった。Ti-Pd-Cr合金において、時効処理後の組織にはOを多く含む板状の析出物が生成していることがわかった。引張試験の結果、このような板状の析出物を含む試料は析出物を含まないものよりも強度が高く、良好な形状回復ひずみを示すことが明らかとなった。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Ti-Ni合金における熱処理後の微視組織のSTEM明視野像
Ti-Pd-Cr合金における熱処理後の微視組織のSTEM明視野像およびEDS濃度マップ
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件