高温構造材機能化のために形成した金属間化合物厚膜の変形と破壊

高温结构材料功能化形成的金属间化合物厚膜的变形和破坏

• 批准号: 06215222
• 负责人: 小林 絋二郎
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Osaka 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: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06215222/
• 关键词: 金属間化合物; Ti合金; レーザ; 表面改質; 強度; 溶接; 複合材料

我々の研究グループでは金属間化合物を,種々の材料の表面機能化のための材料として注目し,その成膜プロセスおよびその化合物膜の機能特性について研究した.Al基材上にAlとTiの混合粉末ベッドを作製し、その上からレーザを照射すること(レーザクラッディング)により金属間化合物厚膜を作製した。レーザ投与熱量を制御することにより基材との密着性が良く、しかも基材による希釈のない化合物膜を作製することができ,耐摩耗性を向上することができた。また,粉末ベッド中にセラミックス粉末を添加することによりIMC膜をも形成することができ,耐摩耗性もさらに向上した.同様に,プラズマ減圧溶射法により軟鋼およびAl基材上にTiAl膜を形成した.溶射粉末にはTiAl化合物粉末だけでなく,TiとAlの混合粉末,TiとAlのメカニカルアロイング粉末を用いたところ,混合粉末では十分に反応し合わなかったが,他の2つでは緻密な合金膜が形成された.溶射膜の組織は,冷却速度が速いため結晶粒度は1μm以下と非常に微細で,しかも溶射条件によってはα_2相が準安定的に形成した.得られた表面層の硬さは600Hvと高い値を示し,摩耗特性も優れたものであった.将来,得られた金属間化合物膜をセラミックスとの複合化したものにすることにより,更に優れた特性をもつ合金層を形成することを目的としているが,その基礎的データとして,TiAlとTiB_2のバルクの複合材料をプラズマアークにより作製し,セラミックスの添加量と強度の関係を調べた.マトリックスの組成をTi-32,34,36mass%AlにしてTiB_2添加量を変化させたところ,TiB_2初晶の量が増加するとともにマトリックスが微細化し,その引張強度は上昇した.現在、TiB_2初晶と凝固終了後に析出したTiB_2の組織,さらにはマトリックスとの界面等を観察中である.

In this paper, the research on the surface functionalization of intermetallic compounds and materials is focused on the functional characteristics of compound films formed on Al and Ti mixed powders on Al substrates, and the preparation of intermetallic thick films on Al substrates. The adhesion of the substrate is good, the adhesion of the substrate is good, the adhesion of the compound film is good, and the abrasion resistance is good. In addition to the powder, the IMC film is formed and the wear resistance is improved. In the same way, TiAl films are formed on mild steel and Al substrates by pressure reduction and radiation. TiAl compound powder is divided into two parts, Ti and Al mixed powder,Ti and Al mixed powder,Ti and Al mixed powder is used in the process, mixed powder is very mixed, and other two parts form dense alloy film. The structure of the solution film is characterized by a cooling rate, a crystal grain size of less than 1μm, a very fine grain size, and a quasi-stable formation of α_2 phase. The hardness of the surface layer is 600Hv, and the friction characteristics are excellent. In the future, it will be found that intermetallic compound films can be formed into composite materials with excellent properties, and the relationship between the amount of TiAl and TiB_2 added and the strength can be adjusted. The composition of Ti-32, 34, 36 mass % Al and the amount of TiB_2 added are changed, and the amount of TiB_2 primary crystal is increased. The structure of TiB_2 precipitated after solidification and the interface between TiB_2 and TiB_2 were investigated.

项目成果

Keisuke Uenishi: "Improvements in Wear Properties of Aluminum by Laser Cladding of Al_3Ti/ceramics Composite Layers" Proc.of the 4th Int.Conf.on Aluminum Alloys. 2. 714-720 (1994)

Keisuke Uenishi：“通过激光熔覆 Al_3Ti/陶瓷复合层改善铝的磨损性能”第四届铝合金国际会议论文集。

Akio Hirose: "Microstructure and Crack Sensitivity of Laser-fusion Zone of Ti-46mol%Al-2mol%Mo Alloy" J.Materials Science.

Akio%20Hirose:%20"微观结构%20和%20裂纹%20灵敏度%20of%20激光融合%20Zone%20of%20Ti-46mol%Al-2mol%Mo%20合金"%20J.材料%20科学。

Akio Hirose: "Formition of Ceramics Particulate Reinforced TiAl Intermetallic Compound Composite by Plasma Transferred Arc Process" Zeitschrift fur Metallkunde.

Akio Hirose：“通过等离子转移弧工艺形成陶瓷颗粒增强 TiAl 金属间化合物复合材料”Zeitschrift Fur Metallkunde。