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変 位 型 構 造 相 変 態 に 及 ぼす 定 常 ならびにパルス 磁 場 効 果Effect of static and pulsed magnetic fields on displacive structural phase transformations大 阪 大 学 大 学 院 工 学 研 究 科 掛 下 知 行Tomoyuki KakeshitaGraduate School of Engineering, Osaka University物 質 ・ 材 料 研 究 機 構 大 塚 秀 幸Hideyuki OhtsukaNational Institute for Materials ScienceAbstract:We have investigated the magnetic field-induced martensitic transformation in an Fe-24.0Ni-4.0Mn alloy by using twokinds of magnetic fields, pulsed magnetic field and static magnetic field. It is found that the critical magnetic field requiredfor the martensitic transformation is different between the pulsed magnetic field and static magnetic field. The critical field ishigher for the former magnetic field. Isothermal nature of the martensitic transformation is the cause of such difference.Keywords: kinetics, nucleation, incubation time, isothermal transformation, athermal transformation, iron-based alloyE-mail: kakeshita@mat.eng.osaka-u.ac.jp1. はじめにマルテンサイト 変 態 は, 従 来 カイネティクスの 観 点から 非 等 温 変 態 と 等 温 変 態 とに 分 類 さてきた.しかしながら,この 分 類 は 見 掛 け 上 であり, 本 質 的 には 全 てのマルテンサイト 変 態 は 時 間 因 子 を 有 しているものと考 えられる. 本 研 究 では,マルテンサイト 変 態 に 及 ぼす 時 間 因 子 についての 更 なる 知 見 を 得 るために,Fe-24.0Ni-4.0Mn(at.%) 合 金 を 用 いてパルス 幅 の 異 なるパルス 磁 場 ならびに 定 常 磁 場 により 誘 起 されるマルテンサイト 変 態 について 調 査 することとした.線 を 図 1に 示 す. 磁 場 印 加 過 程 において 磁 化 が 急 激 に上 昇 し 始 める 磁 場 強 度 が 臨 界 磁 場 であり, 定 常 磁 場 の場 合 の 方 がパルス 磁 場 よりも 低 いことが 見 て 取 れる.この 臨 界 磁 場 の 相 違 はマルテンサイトの 核 生 成 に 必 要な 時 間 と 変 態 駆 動 力 との 間 の 重 要 な 情 報 を 含 むものと考 えられる.2.02. 実 験 方 法誘 導 溶 解 により 作 製 した Fe-24.0Ni-4.0Mn(at.%) 合 金に 1323 K で 1.3 ks の 溶 体 化 処 理 を 施 し, 氷 水 中 に 焼 きいれた. 一 定 温 度 に 試 料 を 保 持 した 状 態 で,パルス 幅400 ms ならびに 7 ms のパルス 磁 場 ならびに, 定 常 磁場 を 試 料 に 印 加 し, 磁 場 印 加 過 程 においてマルテンサイトが 誘 起 される 臨 界 磁 場 を 求 めた.なおパルス 磁 場には 阪 大 極 限 科 学 センターのパルスマグネットを 利 用し, 定 常 磁 場 には NIMS のハイブリッドマグネットを利 用 した.3. 実 験 結 果 と 考 察3 種 の 磁 場 により 誘 起 されたマルテンサイトの 組 織に 顕 著 な 差 は 認 められず, 結 晶 学 的 には 同 じマルテンサイトが 生 成 していると 考 えられる.マルテンサイト変 態 を 誘 起 するのに 必 要 な 臨 界 磁 場 の 値 は,パルス 幅400 sパルス 磁 場 とパルス 幅 7 ms のパルス 磁 場 との 間で 優 位 差 は 認 められなかった. 一 方 , 定 常 磁 場 を 印 加した 場 合 の 臨 界 磁 場 はパルス 磁 場 の 場 合 に 比 べて 明 らかに 低 くなっていた.1 例 として 77K における 磁 化 曲Magnetization, M ( B/atom)1.51.00.5Static Magnetic FieldPulsed Magnetic FieldFe-24.0Ni-4.0Mn (at.%)T = 77 K0.00 10 20 30 40 50 60Magnetic Field, 0H / T図 1 Fe-24.0Ni-4.0Mn 合 金 の 77K における 磁 化 曲 線 .実 線 は 定 常 磁 場 , 点 線 はパルス 磁 場 (7 ms).- 79 -