メカニカルアロイング法による極微細組材料の創製およびその力学特性に関する研究

机械合金化法制备超细复合材料及其力学性能研究

• 批准号: 02229219
• 负责人: 大塚 正久
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Shibaura Institute of Technology
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-02229219/
• 关键词: メカニカルアロイング; 機械的性質; 分散強化; アルミニウム合金; 耐熱材料; 耐摩耗性材料; 高温変形; クリ-プ

メカニカルアロイング(MA)法によるアルミニウム合金では、非常に高密度の転位(加工硬化)と、熱的に安定で微細に分散した第2組粒子(分散強化)によって、非常に高い強度が得られる。さらに、硬質のセラミック粒子を分散させることにより、耐摩耗性が改善されるので、エンジン部材への応用も期待できる。他方、この種の材料は、おそらく上記のようなきわめて微細な組織に起因して、通常の溶解鋳造法や粉末治金法による分散強化合金と変形挙動が著しく異なることが指摘されているものの、詳細についてはあまり知られていない。本研究では、まずMA法によりAlー(0〜10vol%)TiB_2合金およびAlー1.5vol%w合金を作成し、ついでその組織と強度(とりわけ高温強度)の関連を精査することを目的とした。紙幅の制約上、AlーTiB_2合金に関する方法と成果のみを以下に記す。【方法】高純度A1のアトマイズ粉末(平均粒径80μm)とTiB_2粉末(平均粒径5.6μm)との混合粉末をMA処理したのち、固化(550MPa)→真空脱ガス(623K)→熱間押出し(673K)を施して得た丸棒を供試材とした。TiB_2の体積率は0%、2%、5%、10%である。これより直径4mm、高さ6mmの円柱状試験片を切出し、温度293〜873K、歪速度8.33×10^<ー5>〜8.33×10^<ー2>s^<ー1>で大気中にて圧縮試験を行った。また823Kでの焼鈍の影響も調べた。他に静的加熱を伴う硬さ変化の測定、および通常の方法によるOM・TEM・SEM観察を行った。【結果】(1)静的加熱による常温硬度の低下は673K以上で生じた。ただしその低下の割合は分散粒子の体積率の大きいものほど少ない。(2)粒子体積率によらず室温でも変形開始直後から加工軟化現象が認められた。他方、高温、・高歪速度域では明瞭な降状降下現象を示した。(3)局所的なせん断破壊を伴う塑性不安定現象が673Kで低歪速度域においても最も顕著に現れた。しかし塑性不安定の開始歪は粒子体積率が大きいほど減少した。(4)TiB_2粒子の添加による耐力の上昇は、常温から473Kの中間温度域で最も大きかった(図1)。(5)各合金とも歪速度と耐力の規格化プロット(ε^^・/Dvーσ_<0.2>/G)は一本の曲線上にのらず、特に773Kで強度の落込みが激しかった。

In the MA method, the alloy is extremely dense (work hardening), thermally stable, finely dispersed, and the second group of particles (dispersion strengthening) is extremely dense. In addition, hard particles are dispersed, wear resistance is improved, and the application of hard particles is expected. Other methods, such as the use of materials, the materials, and the use of materials. The purpose of this study is to investigate the relationship between the microstructure and strength of Al (0 ~ 10vol%)TiB_2 alloy and Al 1.5vol% alloy prepared by MA method. The paper width is controlled by Al-TiB_2 alloy, and the results are described below. [Method] High purity Al and TiB_2 powders (average particle size 80μm) and TiB_2 powders (average particle size 5.6μm) were prepared by MA treatment, followed by solidification (550MPa), followed by vacuum degassing (623K), followed by hot extrusion (673K). TiB_2 volume fraction is 0%, 2%, 5%, 10%. The diameter of 4mm, height of 6mm cylindrical test piece cut out, temperature 293 ~ 873K, tilt speed 8.33×10^<-5>~ 8.33 × 10^<-2>s^<-1>, high temperature and compression test. 823K and the effect of burn-in on the tuning. The heat and hardness of the sample were measured by OM, TEM and SEM. [Results](1) The hardness at room temperature was lower than 673K under static heating. The volume fraction of dispersed particles in the lower part of the body is larger than that in the lower part of the body. (2)The particle volume ratio is different from room temperature. Other direction, high temperature, high skew velocity domain is clear, falling shape phenomenon is shown. (3)The phenomenon of plastic instability occurs in the low velocity region at 673K. Plastic instability begins to increase and decrease in particle volume fraction (4) The resistance of TiB_2 particles increases from 473K to 473K. (5)The normalized values of velocity and endurance for each alloy (ε^^·/Dv σ_<0.2>/G) correspond to the curve of the alloy and the intensity of the alloy at 773K.

项目成果

M.Otsuka,H.Ishihara: "Deformation of Mechanically Alloyed AlーTiB_2 Alloys at Elevated Temperatures" Mechanical Alloying,ASM International. 221-228 (1990)

M.Otsuka、H.Ishihara：“机械合金化 Al-TiB_2 合金在高温下的变形”机械合金化，ASM International 221-228 (1990)。

M. Otsuka and K. Watanabe: "Tensile Deformation Behavior of ODS Ferritic Steel at Elevated Temperature" Proc. 33rd Japan Cong. Mater. Res.33. 13-18 (1990)

M. Otsuka 和 K. Watanabe：“ODS 铁素体钢在高温下的拉伸变形行为”Proc。