再結晶組織を制御した高強度・高靭性Mo-TiN系耐熱複合材料の創製

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本研究では,優先窒化処理による超微細TiN粒子の分散によってMo材料表面部の再結晶化を抑制し,炭素添加による粒界強化をも施した,材料表面から内部へ向かって組織と強度特性を制御した二層構造を有する従来にない全く新しい高強度・高靭性Mo系複合材料の作製を目指す.本年度は主にMo-Ti合金の優先窒化挙動及びその後のMo結晶粒成長挙動の検討,ならびに炭素添加の検討を行った.以下にその主な結果を示す.1.Mo-Ti合金は,母材の再結晶温度(約1000℃)以下である900℃においても優先窒化が可能であり,直径1.5nm程度の非常に微細な円板状粒子が母相Moの{100}面上に析出することが分かった.すなわち,Mo-Ti合金は母材を再結晶させることなく析出物を分散させることが可能である.2.900℃での優先窒化(一次窒化)した試料の再結晶温度は真空中約1200℃であったが,一次窒化後に1500℃で再び優先窒化(二次窒化)を行なうと,一次窒化で微細析出物を分散させた領域(試料表面から約200μmの範囲)の再結晶化を抑制しながら,析出粒子のみを長さ約100nmの棒状粒子へと成長させ安定化させることが可能であることが明らかとなった.3.二段階の窒化処理(一次窒化+二次窒化)を行なった試料の再結晶温度は真空中約1700℃であった.これに炭素添加を行なうと,再結晶温度が真空中1800℃以上に向上する可能性があることを見い出した.