γ(Ni)-α(W)系共晶合金の組織制御による繊維強化型超耐熱合金の設計

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本継続年度の当初研究実施計画として下記の項目を予定した:1.NiーWーMo系を対象とし、a)γーαー変系共晶組成の探査、b)最適一方向凝固条件の把握、c)室温〜1100℃の温度域における一方向凝固材の引張試験による強度評価、および2.折出β相を対象とし、a)折出強化機構の理論的考察の実験的探究、b)β相の溶解・折出に伴う寸法変化の測定、が主な項目である。これらの項目別に研究成果の概要を述べると以下のようである。1ーa)については、本研究で考察した簡便な熱分折法により、本三元系の12原子%Moレベルまでのγーα共晶組成線を実験的に決定した。1ーb)については、上記結果に基づいてNiー15原子%Wー9原子%Mo合金を選択し、種々の条件で一方向凝固実験を行った。その結果、温度勾配〜200℃/cm、凝固速度=1cm/hの条件下で極めて良好な組織制御がなされ、{110}ファセットを有する角柱状のα(WとMoの固溶体)ウィスカーが凝固軸方向に沿って整列晶出することが判明した。1ーc)については、上記一方向凝固材より採取した引張試験片がすでに用意されており、近日中に高温引張試験が実施できる状況となっている。2ーa)については、Niー16原子%W合金単結晶を用いた実験ならびに理論的考察を行ったが、これに関しては予想外の好結果が多数得られ、本研究の立場から多少逸脱した基礎的研究領域、すなわちDlaー規則化変態に係わる未解決問題にまで言及することとなった。本研究では"応力時効"という特殊な実験手段を駆使したために、短範囲規則化に関するマイクロドメイン説の否定的検証、Dlaーβ相の折出形態の解明に成功した。さらに2ーb)の項目とも関連し、この方面の研究を継続発展させることも必要と思われる。