TiAlの固相接合に関する研究

本研究では,われわれが考案した「界面摺動を利用した固相接合法」(以下,Twest Welding法-TW法-と略記)をTiAl系の金属間化合物P/M材にはじめて適用し,接合の微視過程および継手の組織と力学特性の関連を明かにすることを目的とした.この接合方法は従来法に比べて,(1)酸化皮膜をわずかな力で効果的に除去できる,(2)融点の約1/2の低温で速やかに接合できる,(3)接合時の変形量が少ない,(4)大気中でも接合可能,などの利点を有する。供試材としてのP/M材は接合試験片に加工済み.接合装置は右図に示すような雰囲気制御とトルク測定可能な回転摺動式圧接機を試作した.この装置の主な仕様は以下の通りである.到達温度=1000℃,最大荷重=2ton,最大摺動速度=10mms^<-1>(回転数20rpm),加熱方式=高周波加熱,到達真空度=10^<-5>Torr,負荷方式=1軸圧縮(油圧制御).装置の立上げと制能チェックはほぼ順調に進捗している.現在,温度・圧力・回転速度・回転距離・雰囲気・真空度・時間・表面粗さなどのパラメータと継手性能との関係を予備的に調べ始めており,次年度からの本格的実験に備えている.対象には,LiやMgなどの活性金属を含み非常に固相接合が困難とされているIN905XLを選んだ.右表のデータと組織観察結果から以下の諸点を指摘できる.(1)温度573〜673K(=約0.67Tm,Tmは融点の絶対温度),圧力30〜40MPa,6〜9回転において,大気中でも60〜70%の高い継手効率が得られる.加工歪も約1%と小さい.(2)継手の延性はしばしば母材のそれを凌ぐ.これは,本固相接合法が従来より優れることを示す.(3)表面粗さは継手強度に影響しない.(4)試料の外周部を除くと,回転摺動変位が0に近い中心軸でも良好な接合が達成される.(5)接合界面にいかなる形状の酸化膜もみられない.回転摺動により酸化膜が効果的に寸断されたためと思われる.

本研究では,われわれが考案した「界面摺動を利用した固相接合法」(以下,Twest Welding法-TW法-と略記)をTiAl系の金属間化合物P/M材にはじめて適用し,接合の微視過程および継手の組織と力学特性の関連を明かにすることを目的とした.この接合方法は従来法に比べて,(1)酸化皮膜をわずかな力で効果的に除去できる,(2)融点の約1/2の低温で速やかに接合できる,(3)接合時の変形量が少ない,(4)大気中でも接合可能,などの利点を有する。供試材としてのP/M材は接合試験片に加工済み.接合装置は右図に示すような雰囲気制御とトルク測定可能な回転摺動式圧接機を試作した.この装置の主な仕様は以下の通りである.到達温度=1000℃,最大荷重=2ton,最大摺動速度=10mms^<-1>(回転数20rpm),加熱方式=高周波加熱,到達真空度=10^<-5>Torr,負荷方式=1軸圧縮(油圧制御).装置の立上げと制能チェックはほぼ順調に進捗している.現在,温度・圧力・回転速度・回転距離・雰囲気・真空度・時間・表面粗さなどのパラメータと継手性能との関係を予備的に調べ始めており,次年度からの本格的実験に備えている.対象には,LiやMgなどの活性金属を含み非常に固相接合が困難とされているIN905XLを選んだ.右表のデータと組織観察結果から以下の諸点を指摘できる.(1)温度573〜673K(=約0.67Tm,Tmは融点の絶対温度),圧力30〜40MPa,6〜9回転において,大気中でも60〜70%の高い継手効率が得られる.加工歪も約1%と小さい.(2)継手の延性はしばしば母材のそれを凌ぐ.これは,本固相接合法が従来より優れることを示す.(3)表面粗さは継手強度に影響しない.(4)試料の外周部を除くと,回転摺動変位が0に近い中心軸でも良好な接合が達成される.(5)接合界面にいかなる形状の酸化膜もみられない.回転摺動により酸化膜が効果的に寸断されたためと思われる.