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Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金の力学的特性に及ぼす
Bおよび希土類微量元素の影響
目的：TNTZへのBおよびY微量添加による分散強化機構を利用し，
低弾性率を維持したままでの力学的特性の改善する．
Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金
・無毒性，非アレルギー性元素で構成
・低弾性率(約60GPa)
・良好な強度-延性バランス
・力学的特性 TNTZ < Ti-6Al-4V
加工熱処理プロセス
力学的特性
弾性率
低弾性率を維持しつつ力学的特性の改善
力学的特性の改善→転位のすべりを抑制
・結晶粒の微細化
・転位のピンニング
TNTZへのBおよびY微量添加による
分散強化機構による力学的特性の改善
TNTZにTiB2，Y2O3を微量添加
TNTZ-B
TNTZ-Y
TNTZ-0.05B
TNTZ-0.2Y
-0.1B
-0.5Y
-0.2B
-1.0Y
-0.5B
1063 K
3.6 ks
b-transus
1013 K
in vacuum
Cold rolling
in Air
Room temperature
Rolling reduction 87%
W. Q.
図. 1 溶体化処理および冷間圧延履歴図
ミクロ組織観察，XRD，弾性率測定，ビッカース硬さ
試験，引張試験，疲労試験，破断面観察
Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金の力学的特性に及ぼす
Bおよび希土類微量元素の影響
目的：TNTZへのBおよびY微量添加による分散強化機構を利用し，
低弾性率を維持したままでの力学的特性の改善する．
ミクロ組織
(a) TNTZ
d = 24.7 mm
図. 2 冷間圧延前
ミクロ組織
(a) TNTZ,
(b)-(d)TNTZ-Y and
(e)-(g) TNTZ-B.
弾性率
(b) TNTZ-0.2Y
d = 21.9 mm
(e) TNTZ-0.1B
d = 23.7 mm
(c) TNTZ-0.5Y
d = 21.0 mm
(f) TNTZ-0.2B
d = 21.9 mm
(d)TNTZー1.0Y (g) TNTZ-0.5B
d = 22.6 mm
d = 15.6 mm
平均結晶粒径 TNTZ-B
TNTZ-Y
TiB2添加およびY2O3添加による結晶粒微細化
→力学的特性改善が期待できる
図. 3 弾性率測定結果(冷間圧延後試料).
弾性率 TNTZ-B
TNTZ-Y
TiB2添加およびY2O3添加により僅かに上昇するが
低弾性率を保持する
Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金の力学的特性に及ぼす
Bおよび希土類微量元素の影響
目的：TNTZへのBおよびY微量添加による分散強化機構を利用し，
低弾性率を維持したままでの力学的特性の改善する．
引張試験
疲労試験
図. 5 TNTZ0.2Bおよび
TNTZの疲労
試験結果
図. 4 TNTZ-B
およびTNTZの
引張試験結果
引張強度
伸び
TiB2添加濃度の上昇に伴って，引張強度は
増加し，伸びは減少する．
疲労強度
TNTZよりも高い疲労強度を示す．
結言：TNTZへのBおよびY微量添加することによって，
低弾性率を維持したまま力学的特性の改善ができる．