1)S. Kariya, M. Fukuo, J. Umeda, K. Kondoh: Mater. Trans., 6600-2 (2019) 263-268.2)K. Kondoh, B. Sun, S. Li, H. Imai and J. Umeda: Inter. J Powder Metal., 5500-3 (2014) 35-40.3)B. Wysocki, P. Maj, A. Krawczyńska, K. Rożniatowski, J. Zdunek, K.J.Kurzydłowski, W. Święszkowski: J. Mater. Process. Technol., 224411(2017) 13-23.4)R. I. Jaffee: Prog. Met. Phys., 77(1958) 65-163.5)S. Kariya, M. Fukuo, J. Umeda, K. Kondoh: J. Jpn. Soc. Powder Metallurgy, 6655(2018) 407-413.6)R. Labusch: Phys. Status Solidi.,4411(1970) 659-669.7)E. O. Hall: Proc. Phys. Soc. Sect. B, 6644(1951)742-747.8)N. J. Petch: J. Iron &Steel Int., 117733(1953) 25-28.４．結論謝辞参考文献1.0, 1.5, 2.0) SLM材の結晶粒径を測定した．その結果，平均結晶粒径はそれぞれ，97.4 μm, 4.9 μm, 4.5 μm, 4.3 μm, 3.6 μmであった．基準となる純Ti材（TiO2粒子無添加）と比べてTiO2添加材の平均結晶粒径は大幅に減少した．この要因として，上述したように0.5 mass%以上のTiO2粒子の添加による初晶α/α’粒の粗大化が抑制された結果と考える．そこで，Hall-Petchの経験則（HP係数として純Tiと同じ15.7 MPa mm1/2を採用した）に対して得られた結晶粒径の値を用いて結晶粒微細化による強化量ΔσYS[GR]を算出した．Labuschモデルの適用に際して，シュミット因子はEBSD解析により得られた計測値を利用し，他の材料定数は既往研究5)での値を採用した．但し，侵入型固溶原子と刃状転位の間に働く相互作用力の最大値Fmについては，既往研究5)と同様に実験データに基づいて4.99×10-10Nを算出した．上述した粒界強化量と固溶強化量に関して，TiO2粒子無添加材を基準とした結晶粒微細化強化量ΔσYS[GR]，上記のFm値を用いて算出した酸素固溶強化量ΔσYS[SS-O]および実際の引張特性を併記した結果を図９に示す．理論計算により導出したΔσYS[GR]とΔσYS[SS-O]の合計は，引張試験で得られた実験値と良い一致を示した．酸素固溶強化量ΔσYS[SS-O]はTiO2粒子の添加量に伴い増大したが，結晶粒微細化強化量ΔσYS[GR]はTiO2添加材のα-Ti結晶粒径がほぼ等しく，ほぼ一定の値を示した．結晶粒微細化強化量に対して酸素固溶強化量が最大で約2.6倍であり，酸素固溶SLM Ti材Ti-cmass%TiO2(c= 0.5, 1.0, 1.5, 2.0)では，酸素固溶強化が支配的であることを明らかにした．図９．酸素固溶Ti-SLM材における強化量に関する■■■図９．酸素固溶Ti-SLM材における強化量に関する計算結果と実験値の比較本研究では，選択的レーザ溶融法を用いて酸素原子の均一固溶により高強度・高延性を両立したTi積層造形材の作製と，その強化機構の解明を行った．各試料の結晶集合組織および酸素元素の固溶状態を解析し，酸素原子がTi結晶格子内に固溶していることを示した．また，引張試験から得られた最大引張強さおよび0.2%耐力の増加に対する主たる因子として，酸素固溶強化と結晶粒微細化強化を取り挙げ，固溶強化理論（Labuschモデル）とHall-Petch経験則に基づいて各強化因子を定量的に解明した．その結果，計算結果と実験値は良い一致を示すと共に，酸素固溶強化が最も支配的であることを明らかにした．本研究の遂行に際して，公益財団法人天田財団より ■■■年度一般研究開発助成（■■■ ■■■ ■■■■■）を賜わりました．ここに深く感謝申し上げます．− 242 −
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