陽電子消滅法を用いたFe-Cu合金の低温時効硬化の評価

Positron annihilation study of hardening in Fe-Cu alloy during low temperature aging

山下 孝子*; 勝山 仁哉  ; 佐藤 馨*; 水野 正隆*; 荒木 秀樹*; 白井 泰治*

Yamashita, Takako*; Katsuyama, Jinya; Sato, Kaoru*; Mizuno, Masataka*; Araki, Hideki*; Shirai, Yasuharu*

Fe-Cu合金の硬さは熱時効に伴うCu析出物により増加することが知られている。以前にわれわれは、引張や冷間圧延により予歪導入された格子欠陥が、硬さが増加する時効温度を低下させ、Cu析出を促進させることを報告した。しかしながら、その機構は明らかにされていない。そこで本研究では、陽電子寿命法及び同時計数ドップラー幅広がり法により、冷間圧延後熱時効を施したFe-Cu合金における空孔,空孔複合体,転位等の格子欠陥の回復挙動及び、Cu原子の拡散挙動を分析した。その結果、冷間圧延により導入された空孔及び転位の熱時効による回復挙動について、空孔は300Cで完全に回復する一方、転位は550Cでも一部残ることがわかった。またCuクラスターは、空孔の回復とともに析出し始め、おもに空孔のシンクスとなる転位の周辺に析出することがわかった。

The hardness of Fe-Cu alloys is known to increase by the precipitation of Cu clusters during thermal aging. However, the mechanism of Cu precipitation has not been clarified yet. In this study, the positron lifetime and coincidence Doppler broadening techniques have been used to investigate the recovery behavior of lattice defects such as vacancies, vacancy clusters and dislocations as well as the diffusion behavior of Cu atoms of cold rolled and thermally-aged Fe-Cu alloys. Both vacancies and dislocations caused by cold rolling were reduced through the thermally aging process. Some dislocations remained even after aging at 550C, although the vacancies almost disappeared after aging at 300C. Cu clusters precipitate mainly on the dislocations, where is the sinks of the vacancies, caused by the diffusion of Cu atom and vacancies.