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水中衝撃波収束によるTiAl合金粉末の新しい固化技術の開発とその材料特性

TiAl合金粉末水下冲击波汇聚凝固新技术及其材料性能研究

基本信息

批准号：
06215224
负责人：
千葉昂
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Kumamoto 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

项目摘要

次世代の超高温材料として注目されているTiAl金属間化合物の泣き所は、常温延性及び加工性に劣ることである。本研究のねらいはP-REP法により作製した、硬質のTiAl合金粉末を用いて、焼結助材無しに、微細組織を有するTiAl圧縮体を我々の開発した水中衝撃波収束を利用した衝撃固化法で作製しようとするものである。本衝撃圧縮法の特徴は1)容易に超高圧がえられるので、高密度の圧縮体が作製できる。通常、相対密度94%以上である。2)粉末粒子の接合は粉末粒子の摩擦と、粉末の極表面の摩擦熱による溶融によるので、成形と焼結過程を同時に行うことが出来る。3)衝撃負荷時において、粉末粒子間の摩擦により、粉末表面が活性化しているため、その後に焼結が必要な場合にも、通常の粉末治金の焼結温度よりも、低い温度で焼結がなされる。一方、この圧縮法の欠点は、固化の際、試料中を通過した衝撃波が反射波として戻るときに膨張波となるため、試料中に割れを発生することが多いことである。従っていかにうまく割れの発生を防止するように、衝撃波を作用させるかが重要な問題となる。我々は水中衝撃圧力を利用することにより、擬静水圧力を直接粉末に均一に作用させ、さらに先頭衝撃波が通過した後も、その後流に高い圧力を持った衝撃波後流が存在させ、長時間の高圧を負荷し、さらに、稀薄波の発生を極力抑えることにより、割れのない高密度の固化材の作製に成功している。本実験で用いた衝撃固化装置は爆薬部、水槽及び粉末充填部の3つの部分より構成されている。用いた爆薬は硝酸エステルを主成分とする可塑性爆薬で、爆轟速度は6900m/sである。爆薬の爆轟により発生した衝撃波を水中に伝播し、水中衝撃波とし、そのエネルギーは水槽部を上部から下に行くにつれ、水槽壁面で反射・収束して、増大していく。えられる衝撃圧力は4〜11GPaで、欠陥の無い、高密度の圧縮材がえられた。えられた圧縮材について、さらに973〜1623Kで各1h焼結を行い、圧縮試験を行った。その結果、1623K-1hの焼結で、圧縮強度1300MPa、圧縮伸び32%を得た。その組織はγ相とα相とがほぼ等しい体積比から成る微細複合組織のため、強靱化されたものと推定される。

The next generation of ultra-high temperature materials is focusing on the excellent properties of TiAl intermetallic compounds, room temperature ductility and processability. In this study, the P-REP method was used to produce the hard TiAl alloy powder, the baking auxiliary materials were not used, and the microstructure was We have a TiAl pressure-condensing body, which is made by using the pressure-curing method of water-induced shock waves. Special features of this pressure shrinkage method: 1) It is easy to produce ultra-high pressure and high-density pressure shrinkable body. Normally, the relative density is 94% or more. 2) The bonding of powder particles, the friction of powder particles, the frictional heat of powder pole surface, the melting, forming and bonding processes are all performed simultaneously. 3) Impact load, friction between powder particles, powder surface activation, etc. The latter is suitable for necessary occasions, the normal powder metallurgy is suitable for high temperature, and the low temperature is suitable for low temperature. One side, the shortcomings of the pressure shrinkage method, the curing stage, the impact wave and the reflected wave that pass through the sample The test results are as follows:従っていかにうまくcutれの発生をpreventionするように、撃波をeffectさせるかがimportant problemとなる. We use water pressure and pseudo-hydrostatic pressure to homogenize the powder directly.に Effect させ, さらに First rush wave が pass した back も, その back flow に high い pressure force を holder っThe existence of the backflow after the impact wave, the high pressure and load for a long time, and the generation of thin waves We have tried our best to suppress and cut the high-density cured material and successfully made it. This system is composed of three parts of the blasting and curing device, the water tank, and the powder filling section. The main component of the detonation is nitric acid, which is plastic detonation. The detonation speed is 6900m/s. Explosion of the explosion of 薬のExplosionにより発生した撃波を水に伝 broadcastし、水撃波とし、そのエネルギThe upper and lower parts of the water tank are horizontal and vertical, the water tank wall is reflective and convergent, and the water tank wall is large and wide. It has a high impact pressure of 4~11GPa, a high-density pressure shrinkage material, and a high-density material.えられたPressure shrinkage material について, さらに973~1623K で 1h each yaki knot を row い, pressure shrinkage test 験を row った. The results are: 1623K-1h fired structure, pressure strength of 1300MPa, and pressure expansion of 32%. The そのstructure is a γ phase and the α phase is a とがほぼequal volume ratio, and the fine composite structure is a のため, and the strong されたものと is estimated to be される.