TiAl化合物基合金における高温α相の分解過程の解明

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本研究では次世代の高温用構造材料として実用化が期待されているTiAl基化合物基合金の特性発現のための組織制御に資することを目的として、この材料の特徴であるAl濃度の高い高温α相のα→α_2+γ反応経路に沿った分解過程を連続冷却および直接焼入/等温時効の両方から検討して以下に示すことを明かにした.まず、2元系Ti-48at%Al合金を用いてα相の分解によって形成される組織は、拡散変態によって生じるα_2/γラメラ組織とマッシブ変態によって生じる塊状あるいは針状のγ単相組織となり、連続冷却曲線(CCT)と等温変態曲線(TTT)を作成してラメラ開始線(Ls)およびマッシブ変態開始線(Ms)を求めた.また、第3元素としてNbおよびMoを添加すると、CCTにおけるLs線は長時間側に移行するのに対し、TTTにおけるLs線は短時間側に移行する.これは、前者の場合、第3元素の添加により拡散が遅滞してラメラの形成をが抑制されるため、一方、後者の場合は、第3元素の添加により焼入温度までの急冷中に未変態α相中で発生する双晶の密度が著しく増大してγ相の析出に対する核生成サイトが増加するためである.また、2元系合金におけるMs温度は約1273Kであり、第3元素の添加にともなってMs温度は上昇する.以上の結果から、これまで明確ではなかったα相の分解によって形成される組織は、2つの変態モードの組み合わせによって生じていること、また、実用化を目指して必ず添加される第3元素の組織形成に及ぼす効果を明かにした.