Ti基及びNi基B2型アルミナイドの相安定性に関する熱力学的解析

Ti基和Ni基B2型铝化物相稳定性的热力学分析

• 批准号: 12750578
• 负责人: 大沼 郁雄
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Tohoku 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: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750578/
• 关键词: 規則-不規則変態; 状態図; 熱力学データベース; CALPHAD; 相平衡; 相変態; 金属間化合物; Ni基合金; 統計熱力学; Ti-Al合金

Ni-Al2元系では,BCCおよびFCC配列を基本構造とするβ(B2)規則相およびγ'(L1_2)規則相の存在が広く知られており,共にγ(A1)-Ni基合金の組織制御並びに高強度耐熱材料への応用が期待されている.また,第3元素としてFeを加えたNi-Al-Fe3元系では,磁気特性を利用した機能材料への応用などにβ(B2)相が不規則化したα(A2)相を交えた複雑な相平衡に関する解析が威力を発揮する.さらには,Ni_3Al-Ni_3Fe断面に広がるγ'(L1_2)規則相と磁気変態の相互作用が規則相の安定性及ぼす影響など興味は尽きない.本研究では,電気抵抗及びTEM観察によりγ/γ'相平衡を決定し,さらに,NiAl(B2)およびFeAl(A2/B2)アルミナイド相を考慮したAl濃度が50at.%以下の領域におけるNi-Al-Fe3元系の熱力学的解析を行った.液相,FCCおよびBCC相の不規則状態の自由エネルギーを準正則溶体近似で記述し,L1_2およびB2の規則化のエネルギーをSublatticeモデルで追加した.3元系の熱力学的解析に基づきNi-Al2元系におけるB2型アルミナイド相の相安定性を評価した.さらに,Ni_3Al-Ni_3Fe断面上における磁気変態点の外挿値からNi_3Fe(L1_2)規則相の磁気変態点がA1不規則状態より約100℃高いことが明らかになり,その結果L1_2規則構造が安定化することが分かった.以上の知見に基づいて,Ni-Fe-Al(at.%A1<50)3元系合金の計算状態図のデータべースを構築した.

Ni-Al2 system,BCC and FCC coordination basic structure, β(B2) regular phase and γ'(L1_2) regular phase exist, so it is necessary for γ(A1)-Ni based alloy to be used as high strength and heat resistant material. In the Ni-Al-Fe3-element system, the magnetic properties of the third element and Fe are utilized. The β(B2) phase becomes irregular and the α(A2) phase becomes complex. In addition, the interaction between γ'(L1_2) regular phase and magnetic state in Ni_3Al-Ni_3Fe cross section, the stability of regular phase and the influence of magnetic state on the stability of Ni_3Al-Ni_3Fe cross section. In this study, the γ/γ phase equilibrium was determined by electrical resistance and TEM observation. In addition,NiAl(B2) and FeAl(A2/B2) phases were considered, and Al concentration was up to 50 at.%. Thermodynamic analysis of Ni-Al-Fe3 system in the following fields. A quasi-canonical solution approximation description of the irregular state of the FCC and BCC phases in liquid phase is given. The regularized state of the FCC and BCC phases in liquid phase is described. The thermodynamic analysis of the ternary system is added. The phase stability of the B2-type FCC and BCC phases in the ternary system is evaluated. In addition, the magnetic transition point of Ni_3Al-Ni_3Fe cross section changes from the outer value to the magnetic transition point of Ni_3Fe(L1_2) regular phase to the A1 irregular state. The result is that the L1_2 regular structure becomes stable. Ni-Fe-Al(at.%) A1<50)3-element alloy calculation state and structure.

项目成果

I.Ohnuma: "Phase Equilibria in the Ti-Al Binary System"Acta Materialia. 48. 3113-3123 (2000)

I.Ohnuma：“钛铝二元系统中的相平衡”材料学报。

R.Kainuma: "Phase Equilibria among α(hcp), β(bcc) and γ(L1_0) Phase in Ti-Al Base Ternary Alloys"Intermetallics. 8. 855-867 (2000)

R.Kainuma：“Ti-Al 基三元合金中 α(hcp)、β(bcc) 和 γ(L1_0) 相的相平衡”金属间化合物。

I.Ohnuma: "Phase Equilibria in the Fe-Co Binary System"Acta Materialia. 50. 379-393 (2002)

I.Ohnuma：“Fe-Co 二元系统中的相平衡”材料学报。

E.A.Patrice 他編: "CALPAHD and Alloy Thermodynamics"TMS. 281 (2002)

E.A.Patrice 等编辑：“CALPAHD 和合金热力学”TMS 281 (2002)。

K.Ishikawa: "Phase Stability of the X_2AlTi (X : Fe, Co, Ni and Cu) Heusler and B2-type Intermetallic Compounds"Acta Materialia. 50(印刷中). (2002)

K. Ishikawa：“X_2AlTi（X：Fe、Co、Ni 和 Cu）Heusler 和 B2 型金属间化合物的相稳定性”Acta Materialia 50（出版中）。