種付け−方向凝固（DS）法による2相TiAl合金のラメラ方位制御

晶种定向凝固（DS）法控制两相 TiAl 合金的层状取向

• 批准号: 09750772
• 负责人: J・D Ray
• 金额: $ 1.66万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09750772/
• 关键词: 金属間化合物; TiAl合金; 層状組織; 一方向凝固; 種結晶; 初晶選択則; 方位制御; 引張延性

少量のTi_3Al相を含む2相TiAl合金は新しい軽量耐熱材料として近年,集中的に研究されている.その凝固組織に現われる二相ラメラ組織は,破壊靭性,高温強度に優れるが,引張延性に劣る.延性,靭性のバランスのとれた機械的性質をTiAl合金に付与するには,ラメラ方位を一方向に制御する必要があり,我々はこれまでにSiを添加したTi-46Al-3Si合金で一方向凝固(DS)法を用いてラメラ方位を一方向に制御することに成功している.しかし,この合金には粗大で脆いシリサイド相が含まれて多量に含まれている.本研究では,ラメラ方位を一方向に制御したTi-46Al-3Si合金を種結晶として,それよりもSi量の少ないTi-(47-X)Al-XSi(X=0〜2)合金を種付け,育成し,ラメラ方位の制御と同時にシリサイド相の体積分率を減少させることを目的とした.Xの減少とともに減少とともに初晶がαからβ相へと変化し,ラメラ方位制御は困難となるが,いずれの合金でも方位制御,結晶の種付け育成とも可能であった.シリサイド相の体積分率は,Xの減少とともに減少する.X=0.5以下ではシリサイド粒子は全く存在しなくなる.引張伸びは,シリサイド相の体積分率の減少とともに増大する.全くシリサイド粒子の存在しないX=0.5及び0の2元系合金では60%を越える大きな引張伸びが得られた.これらの合金の降伏応力は,400〜450MPaと高く,強度,延性ともに兼ね備えている.すべての柱状晶粒のラメラ方位が凝固方向にそろっていて結晶粒間でラメラ方位が互いに回転したDS材の育成を,同様の種付け法で試みたが,2,3の結晶粒の成長が優先し,成功しなかった.

Contains a few の Ti_3Al phase を む 2 new し TiAl alloy は い 軽 quantity heat-resistant material と し て in recent years, concentrated に research さ れ て い る. そ の solidification organization に now わ れ る two-phase ラ メ ラ は, broken 壊 靭 sex, high temperature strength に optimal れ る が, lead Zhang Yan に る of inferior quality. Ductility, 靭 の バ ラ ン ス の と れ た mechanical properties を TiAl alloy に give す る に は, ラ メ を ラ azimuth direction に suppression す る necessary が あ り, I 々 は こ れ ま で に Si を add し た Ti - 46 al - Si alloy 3 で direction solidification method (DS) を with い て ラ メ を ラ azimuth direction に suppression す る こ と に successful し て い る . し か し, こ の alloy に は bulky で brittle い シ リ サ イ が ド phase containing ま れ て に contain abundant ま れ て い る. This study で は, ラ メ を ラ azimuth direction に suppression し た Ti - 46 Al - Si alloy 3 を kind of crystallization と し て, そ れ よ り も Si fewer の な い Ti - Al - XSi (47 - X) (X = 0 ~ 2) alloy を pay け, bred し, ラ メ ラ bearing の suppression と also に シ リ サ イ の ド phase volume fraction を reduce さ せ る こ と を purpose と し た. の reduce X と と も に reduce と と も primary が に alpha か ら beta phase へ と - し, ラ メ ラ bearing suppression は difficult と な る が, い ず れ の alloy で も bearing suppression, crystallization の varieties pay け と も may で あ っ た. シ リ サ イ の ド phase volume fraction は, X の reduce と と も に reduce す る. X = 0.5 following で は シ リ サ イ ド は particles All く exists in なくなる. Extension and stretch び は, シ リ サ イ の ド phase volume fraction の reduce と と も に raised large す る. All く シ リ サ イ の ド particles exist し な い X = 0.5 and び 0 の 2 ternary alloy で は を 60% more え る big き な extension and stretch び が must ら れ た. こ れ ら の alloy の subdue は 応 force, high 400 ~ 450 mpa と く, strength, ductility と も に and ね prepared え て い る. す べ て の columnar grain の ラ メ が ラ azimuth direction solidification に そ ろ っ て い て crystallization intergranular で ラ メ ラ bearing が mutual い に back planning し た の を bred, DS material with others in の pay け method で try み た が, 2, 3 の crystals grow の が priority し, successful し な か っ た.

项目成果

D.R.Johnson: "Directional Solidification of TiAl-Based Alloys" Proceedings of 2nd International Symposium on Structural Intermetallics (ISSI) at Seven Springs. 287-294 (1997)

D.R.Johnson：“TiAl 基合金的定向凝固”第二届七泉国际结构金属间化合物 (ISSI) 研讨会论文集。

D.R.Johnson: "Alignment of the TiAl/Ti_3al Lame1lar Microstructure in TiAl Alloys by Directional Solidification" Materials Science & Engineering. A239-240. 577-583 (1997)

D.R.Johnson：“通过定向凝固调整 TiAl 合金中的 TiAl/Ti_3al 层状微观结构”材料科学

K.Kishida: "Deformation and Fracture of Bi-PST Crystals and Directionally Solidified Ingots of TiAl" Materials Research Society Symposium Proceedings on High-Temperature Ordered Intermetallic Alloys VII. 460. 53-63 (1997)

K.Kishida：“Bi-PST晶体和TiAl定向凝固锭的变形和断裂”材料研究会高温有序金属间合金研讨会论文集VII。

D.R.Johnson: "Microstructural Control and Phase Selection During Directional Solidification of TiAl-Mo-B Alloys" Acta Materialia. (in press). (1998)

D.R.Johnson：“TiAl-Mo-B 合金定向凝固过程中的微观结构控制和相选择”材料学报。

D.R.Johnson: "Alignment of the TiAl/Ti_3Al Lamellar Microstructure in TiAl Alloys by Growth from a Seed Material" Acta Materialia. 45. 2523-2533 (1997)

D.R.Johnson：“通过种子材料的生长来对准 TiAl 合金中的 TiAl/Ti_3Al 层状微观结构”Acta Materialia。