B2型金属間化合物を主体とする高温構造用材料の合金設計

基于B2型金属间化合物的高温结构材料合金设计

• 批准号: 03452255
• 负责人: 三島 良直
• 金额: $ 4.48万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
• 财政年份: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 1992
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03452255/
• 关键词: 金属間化合物; 組織制御; 合金設計; Co基合金; B2型規則構造

これまでにCo-A12元系B2/(Co)2相合金で圧縮塑性歪2〜3%,Co-A1-Ni3元系B2/L1_2(Ni_3A1)2相合金で10%以上の延性改善を行った。B2/L1_2相合金では延性と高温強度を同時に改善できる可能性があり,Co-A1-Ni-Ti4元系内でL1_2 Ni_3A1とCo_3Tiの連続固溶体を利用すると,Co高濃度側までB2/L_2多相領域が拡大でき,広い組成範囲での組織制御が可能であると考えた。本年度は,Tiを2.5および5.0at%添加したCo-A1-Ni-Ti4元系B2/L1_2多相合金の組織形態と機械的性質の関係を調べた。Ti添加量2.5,5.0at%の合金をアーク炉により溶製し,1373K,4h+1173K,24hの均質化熱処理を施した。組織および平衡相を調べるため光学顕微鏡観察,X線回折,示差熱分析を行い,機械的性質を調べるために,硬さ試験,室温から1273Kの温度範囲で圧縮試験を行った。その結果,2.5,5.0at%Ti両合金ともに組織はB2/(Co,Ni)2相,B2/L1_22相,B2/(Co,Ni)/L1_23相と思われる3つのタイプに大別できた。ほぼB2単相のB2/(Co,Ni)2相合金を除く全ての合金で4〜10%の圧縮塑性歪が得られ,L1_22相を含む合金では特に良好な室温延性が達成できた。全ての合金が室温で1000MPa以上の高強度を示し,0.2%変形応力(降伏強度)の温度依存性には,支配的である構成相の特徴が反映されることがわかった。例えば,B2相を多く含む合金では600から800Kの温度域で温度上昇に伴う強度低下が抑制されるB2型特有の温度依存性を示し,また,L1_2相を多量に含む合金ではL1_2相に起因する強度の正の温度依存性の発現によって600から800Kの温度域が最大強度を示した。Ti添加量が強度に与える影響はB2/L1_2相合金で顕著に現れ,Ti添加量を増加させると1073Kまでの温度域で200MPa程度の強度上昇が認められた。すなわち,Co-A1-Ni3元系からCo-A1-Ni-Ti4元系に拡張することでB2/L1_2多相領域がCo高濃度側に拡大でき,良好な延性,高強度を実現できた。

For Co-A12 system B2/(Co)2 phase alloys, the compression ductility is improved by 2 ~ 3%, and for Co-A1-Ni3 system B2/L1_2(Ni_3A1)2 phase alloys, the ductility is improved by more than 10%. B2/L_2 phase alloys have the possibility of improving ductility and strength at high temperature simultaneously. L_2Ni_3A1 and Co_3Ti solid solutions in Co-Al-Ni-Ti system can be utilized. B2/L_2 multiphase domains with high Co concentration are enlarged. This year, the relationship between microstructure and mechanical properties of Co-Al-Ni-Ti 4-based B2/L1_2 multiphase alloys was adjusted by Ti addition of 2.5 to 5.0 at %. Ti addition 2.5, 5.0at% alloy melting temperature,1373K,4h+1173K,24h homogenization heat treatment. Microscopy, X-ray reflection, differential thermal analysis, mechanical properties, temperature adjustment, hardness test, room temperature test, pressure reduction test, temperature range from 1273K. The results show that the microstructure of 2.5 and 5.0 at % Ti alloy is B2/(Co,Ni)2 phase,B2/L1_22 phase and B2/(Co,Ni)/L1_23 phase. For B2 phase and B2/(Co,Ni)2 phase alloys, the compression ductility of 4 ~ 10% is obtained except for all alloys, and for alloys containing L1_22 phase, the ductility at room temperature is excellent. All alloys exhibit high strength at room temperature above 1000MPa, and the temperature dependence of 0.2% deformation strength (yield strength) is reflected in the characteristics of the dominant constituent phases. For example,B2-phase multi-phase alloys exhibit a temperature dependence characteristic of B2-type due to temperature rise accompanied by strength decrease in the temperature range from 600 K to 800K, and L1_2-phase multi-phase alloys exhibit a maximum strength in the temperature range from 600 K to 800K due to positive temperature dependence of strength in L1_2-phase alloys. Ti addition affects the strength of B2/L1_2 phase alloys. Ti addition increases the strength of B2/L1_2 phase alloys up to 200MPa in the temperature range of 1073K. Co-Al-Ni3 system and Co-Al-Ni-Ti4 system have good ductility and high strength in B2/L1_2 multiphase domain.