2相TiA1合金における結晶粒界構造と高温塑性

点击翻译按钮获取中文摘要

金属間化合物では,構成異種原子間の強い化学結合のために,超塑性変形に重要な結晶粒界での変形の伝播ならびに粒界すべりが困難で,これまでに報告されている超塑性伸びの最大値もかなり小さい.そこで本研究では,少量のTi_3Al相を含む2相TiAlラメラ合金の双結晶をモデル結晶として拡散接合法により作製し,結晶方位の組み合わせ変えることにより結晶粒界での塑性歪みの適合性を変化させ,粒界構造と塑性変形挙動の相関を調べることを目的とした.PST双結晶を作製した方位の組み合わせは,PST結晶でのB_1方位(荷重軸とラメラ組織境界のなす角度が31°)同士のもので,1つの結晶粒について荷重軸の周りに角度θだけ回転させた.これに従いPST双結晶の方位はB_1(0°)/B_1(θ°)のように表す.双結晶における粒界での歪の適合性をPST結晶の巨視変形から考察すると.θ=90°で最も悪い状況となる.拡散接合法により作製した接合体の結晶粒界は,通常の溶製材の粒界で見られるように個々のラメラが互いにロックされた構造を取り,原子尺度でも酸化物などの介存物は全く存在しない.B_1方位のPST結晶は20数%程度の引張伸びを示すが,それらがちょうど対向したB_1(0°)/B_1(180°)双結晶は,降伏応力,加工硬化率,引張伸びともB_1方位のPST結晶のそれとよく似ている.これは,このB_1(0°)/B_1(0°)双結晶では巨視的な歪の適合性が結晶粒界で確保されているためである.片方の結晶粒が150°回転したB_1(0°)/B_1(150°)双結晶でも,同様の挙動が見られた.これに対して,片方の結晶粒が120-回転したB_1(0°)/B_1(120°)双結晶では,降伏応力,加工硬化率とも構成PST結晶よりもなかり大きく,引張伸びは数%程度とかなり小さい.このように,2相TiAlラメラ合金の引張伸びは結晶粒界での歪の適合性と密接に関連していると言う事が明らかになった.