【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.05.19】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23NM5172
利用課題名 / Title
レーザ3D積層造形材の特性評価
利用した実施機関 / Support Institute
物質・材料研究機構 / NIMS
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
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）マテリアルの高度循環のための技術/Advanced materials recycling technologies（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
3D積層造形,電子顕微鏡/ Electronic microscope,集束イオンビーム/ Focused ion beam,電子回折/ Electron diffraction
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)
渡邊 誠
所属名 / Affiliation
物質・材料研究機構 構造材料研究センター
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
朱 薪喆
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術代行/Technology Substitution
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
NM-503：200kV電界放出形透過電子顕微鏡（JEM-2100F1）
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
近年、注目されているレーザ粉末床溶融結合法 (LPBF)は、3D積層造形プロセスの一つであり、コンピュータ上のCADモデルに基づいて、材料を1層ずつ重ね、複雑構造体を製造可能な手法である。工学におけるLPBF技術の重要性は増しており、特に超弾性合金の加工性が低いという課題に対して、LPBF法は適していると考えられる。そこで、本研究ではLPBF法により作成されたTi-42Nb合金について、造形条件および熱処理条件と、組織との相関について明らかにすることを目的とし、透過型電子顕微鏡(TEM)による構成相の詳細な分析を行った。
実験 / Experimental
本実験ではTi-42Nb合金の粉末を用いて，レーザ積層造形プロセスにより試料を作製した。レーザ出力，一層厚さ，ピッチ幅，層間回転角度は一定とし，走査速度 0.2～0.4 m/sと変化させて，造形材の組織へ与える影響について調査した。さらに，一部のサンプルでは溶体化処理を施した。造形試料は，透過電子顕微鏡（TEM）により微視組織の詳細分析を実施した。
結果と考察 / Results and Discussion
走査速度0.2m/sでは粒界にα相およびα"相からなる析出物が観察された。これは走査速度0.2 m/sと相対的にエネルギー密度が高く溶融池が大きくなったことで、高温に保持される時間が長くなり、α相の析出および温度誘起マルテンサイト変態が生じたものと考えられた。これら析出物の形成と高い酸素固溶量が、造形材の超弾性回復ひずみ低下要因の一つであると考えられた。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
本研究の遂行にあたり，独立行政法人日本学術振興会（JSPS）科研費 JP21K03814の助成を受けた。
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.
- 朱薪喆, 薇楽絲, 湯本 敦史, 渡邊誠, "レーザ粉末床溶融法で作製したTi-42Nb合金の組織と超弾性特性" 日本金属学会秋季講演大会（富山）, 2023年9月19
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