図10耐力値増加量の実験値と理論計算結果の相関表1高濃度窒素含有Ti積層造形体の組織解析結果と引張強度特性および各強化因子の計算結果に関する総括Increase in calculated YS (MPa)－213.0435.4560.9766.1－135.8287.1387.8548.4－-50.5-16.2-10.4-9.0－127.7164.5183.6226.7－25347555479800H0.090.090.002N0.030.290.731.061.76O0.47Ti-0.1 wt.% N0.43Ti-0.2 wt.% N0.51Ti-0.3 wt.% N0.51Ti-0.5 wt.% N0.53４．むすび謝辞参考文献SLM Ti-NspecimensPure TiChemical compositions (at.%)が進行することで粒界強化量Δσy [GR]は増大する．一方で固溶強化量に関して，窒素量の増加によりΔσy [N-SS]は著しく増大しており，最大で強化量全体の約７割を占める．他方，酸素含有量はほぼ変化していないことからΔσy[SS-O]の値は多少の変化はみられるが，他の強化量と比較してその寄与度は相対的に小さいことがわかる．そこで，引張試験結果から算出した強化量Δσy[E]と上式により導出した計算値の関係を図10に示す．両者は高い相関性を有していることから上述した粒界強化と固溶強化に基づくそれぞれの理論式を用いて得られた強化量は，実験結果と良い一致を示した．言い換えると，上述の理論計算によって両者の強化機構に関する定量的解析に基づく高い精度での強化量予測が可能であるといえる．本論文では，廉価な窒素成分を強化元素として活用し，選択的レーザ溶融法により作製した高濃度窒素含有チタン積層造形材の高強度化とその強化機構の解明について論じた．先ず，積層造形法に適した純Ti球状粉末に対して，窒素ガス雰囲気中での熱処理を施すことで表面が窒化物層で覆われたCORE-SHELL構造Ti-N粉末を開発し，これと純Ti粉末の混合比率を変えることで造形体中の窒素含有量の調整・管理に成功した．次に，得られたTi-N積層造形体における結晶集合組織と力学特性の窒素量依存性を定量的に解析した．その結果，結晶粒微細化による粒界強化と窒素溶質原子による固溶強化に関して，理論計算によってそれぞれの強化量を導出したところ，計算結果と実験値が良い一致を有することを示した．TiBal.Bal.Bal.Bal.Bal.Mean grainsize (µm)Schmidfactor, SfYS, σy (MPa)UTS (MPa)Elongation0.34618.0±0.80.36526.7±1.20.37625.0±1.50.37921.7±0.80.3775.2±1.730.226.064.513.932.97(%)350.1±6.9398.4±7.3602.6±43.5709.3±47.9825.8±2.1883.2±5.2904.0±28.3976.0±28.51148.0±3.81217.7±7.4本研究は，公益財団法人天田財団からの一般研究助成により実施した研究に基づいていることを付記するとともに，同財団に感謝いたします．■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ff ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ff ■■■■■■■日本チタン協会■■チタン現場で生かす金属材料シリーズ■■初版，丸善出版株式会社，ff ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ff ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ff■■■■■■■■■ ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ ■■■■■■■■ff■■■ ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ ■■ff ■■■■■■■ ■■■■ ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ff ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ff ■■ ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ ■■ff ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ff ■■■■■■■■■■■■■■ ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ff ■■ ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ff ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ff ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ ff ■ ■■■ ■■■■ ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ff■■■■■■■■■■■■■■■Increase inσy [E] (MPa)Δσy [GR]Δσy [O-SS]Δσy [N-SS]Δσy [C]- 94 -
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