Evaluation of -phase based titanium alloys

相ベースのチタン合金の評価

若井 栄一  ; 石田 卓*; 叶野 翔*; 柴山 環樹*; 佐藤 紘一*; 能登 裕之*; 牧村 俊助*; 古谷 一幸*; 薮内 敦*; 義家 敏正*; 高橋 俊晴*; 小林 康弘*; 岩元 洋介   ; 時谷 政行*

Wakai, Eiichi; Ishida, Taku*; Kano, Sho*; Shibayama, Tamaki*; Sato, Koichi*; Noto, Hiroyuki*; Makimura, Shunsuke*; Furuya, Kazuyuki*; Yabuuchi, Atsushi*; Yoshiie, Toshimasa*; Takahashi, Toshiharu*; Kobayashi, Yasuhiro*; Iwamoto, Yosuke; Tokitani, Masayuki*

チタン系材料は、比重が低く、耐食性が高く、強度特性、等に優れているため、大型加速器システムにおけるビーム窓材料やビームダンプ等への適用がなされている。ビームの高出力化に伴い、更なる耐照射性能等が求められている。このため、我々は、相をベースにしたチタン合金のさらなる特性を進め、Ti-15-3-3-3系合金について、イオン照射を行った所、優れた耐照射特性を持つことが分かった。この原因を調査するため、本素材や関連材料の微細組織や点欠陥等をTEM、陽電子寿命計測法、電気抵抗法、応力による変化等の評価を併せて進めた。さらに、最近、世界的に注目を浴びて、開発が進められているハイエントロピー合金に対して、我々は‐チタンベースのチタン系ハイエントロピー合金の試作を行い、緒特性の評価を併せて始めたところである。この材料の諸特性を調べた所、従来の鉄系やチタン系の材料に比べて、かなり高い強度を持つことが分かった。

Titanium materials have been applied to beam window materials and beam dumps in large accelerator systems because of their low specific gravity, high corrosion resistance, strength, and other advantages. As the beam power becomes higher, further improvement of irradiation resistance is required. We have investigated further the properties of titanium alloys based on the -phase, and it was found that Ti-15-3-3-3 alloys have excellent irradiation resistance when subjected to ion irradiation. In order to investigate the cause of this, microstructures and point defects in this and related materials were evaluated by TEM, positron lifetime measurement, electrical resistivity, and stress-induced changes, among others. In addition, we have recently begun to develop a prototype of a titanium-based high-entropy alloy based on -titanium, which is attracting worldwide attention and is being developed, and have also begun to evaluate the emotional properties of this alloy. We have examined the various properties of this material and found that it has considerably higher strength than conventional iron- and titanium-based materials.