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コ-ティング相と基材との接合界面の形態制御に関する研究

涂层相与基材结合界面形貌控制研究

基本信息

批准号：
02229203
负责人：
西沢泰二
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1990
资助国家：
日本
起止时间：
1990 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

異種材料の接合界面の形態は、材料の特性に大きな影響を及ぼすので、界面の形態的特徴を理由づける成長機構を明確にする事が、複合材料の研究開発に重要である。本研究では、耐熱材料の主流であるNi基超合金のコ-ティング相と基材との界面に注目して、NiーAlーX系のβ相(B2)とγ相(fcc)を接合した場合に生じるγ′(Ll_2)/γ及びβ/γ界面の形状について拡散対による実験を行い、その形状を支配する因子について検討を行った。1.γ′/γ異相界面の状態:NiーAlーX系(X:Co、Cr、Cu、Fe、Mn、Mo、Nb、Si、Ta、Ti、V、W)は、Cr及びFeを第3元素として添加した場合に凹凸のある不安定界面となった。この場合のγ′相及びγ相間の相平衡は、CrとFeの添加量が増すほど両相の単相域が狭まり、かつCrとFeはγ相に濃縮するという状態図的な特徴を有している。この様な不安定界面の成因は、反応中の界面に生成する突起の内外での組成分布と、それに従った各成分元素の拡散方向を考えることにより説明できる。2.β/γ異相界面の形態:β相とγ相とが広い組成範囲で直接平衡を示すNiーAlーCo系、NiーAlーFe系、NiーAlーMn系について作成した拡散対のβ/γ界面は主に、β+γ2相域のタイラインを横切る様な組成の組合せの場合に不安定化した。この場合、状態図的な特徴よりも母合金の組成の組合せが重要であり、拡散対中の組成分布を状態図上にプロットした拡散経路と、2相領域の相境界線及びタイラインとの幾何学的関係によって説明できる。

The morphology of the interface between dissimilar materials, the characteristics of the material, the reasons for the growth mechanism, and the development of composite materials are important. In this study, the interface between Ni-based superalloys and substrates was studied, and the interface shape of γ ′ (Ll_2)/γ and β/γ interfaces in Ni-Al-X system was discussed. 1. γ ′/γ heterophase interface state: Ni-Al-X system (X: Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Mo, Nb, Si, Ta, Ti, V, W), Cr and Fe are the third elements in the case of addition. In this case, the phase equilibrium of γ ′ phase and γ phase, the addition amount of Cr and Fe increases, the single phase domain of Cr and Fe phase becomes narrow, and the concentration of Cr and Fe γ phase becomes concentrated. The cause of this unstable interface is the composition distribution inside and outside the protrusion, and the dispersion direction of each component element is examined. 2. The morphology of β/γ heterophase interface: β phase and γ phase are composed of Ni-Al-Co system, Ni-Al-Fe system and Ni-Al-Mn system. The β/γ interface is unstable when the composition of β + γ 2 phase is composed of Ni-Al-Co system and Ni-Al-Mn system. In this case, the characteristics of the state, the composition of the master alloy, the composition distribution in the dispersion pair, the state, the dispersion path, the phase boundary line of the 2-phase field, and the geometric relationship between the phase and the phase are explained.