内部応力超塑性による単結晶Ni基超合金の超塑性成形

单晶镍基高温合金的内应力超塑性超塑成形

• 批准号: 09228227
• 负责人: 佐藤 英一
• 金额: $ 1.66万
• 依托单位: Institute of Space and Astronautical Science
• 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: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09228227/
• 关键词: 内部応力; 超塑性; 超合金; 単結晶; マイクロメカニクス; 熱サイクル

Ni基超合金はガスタービン動翼などに使用される耐熱合金であるが、粒界すべりや粒界破壊に起因するクリープ強度の低下をさけるため、単結晶合金開発されてきている。本研究では、この合金に内部応力超塑性を適用して超塑性成形する試みを行った。内部応力超塑性とは、複相材料に熱サイクルを加えると、熱膨張率の違いにより生じた不均一な内部応力がマトリクスの巨視的な転位クリープを促進させ、応力指数1の超塑性的な変形挙動が生じる現象である。実験には一方向凝固合金Mar-M247を用いた。この合金がマトリクスが粗大な柱状晶であり、粒界すべりが生じないという意味で単結晶合金と同等である。真空中で、高周波誘導加熱により、温度域1373〜1473K、加熱冷却速度10K/sの三角波状の熱サイクル中あるいは1473Kでの一定温度の加熱中に、ひずみ0.73までの圧縮クリープ変形をさせた。一定温度では表面に大きなクラックが発生し、内部に多数のキャビティが発生したのに対し、熱サイクルでは表面クラックは生じず、内部キャビティも発生していなかった。なお、変形中の組織はγ'相の体積分率が10数%と少なく、非整合であった。また変形後に再熱処理をすることにより、変形前と等しい組織に戻せることを確認した。以上の結果は、Ni基単結晶超合金も内部応力超塑性の手法によって巨大延性を得ることが可能であることを示唆している。

Ni base superalloys は ガ ス タ ー ビ ン moving wing な ど に use さ れ る heat-resistant alloy で あ る が, LiJie す べ り や LiJie broken 壊 に cause す る ク リ ー プ low intensity の を さ け る た め, 単 crystalline alloy 発 さ れ て き て い る. In this study, the internal 応 force superplasticity を of で みを and <s:1> alloy に is applicable to <s:1> て superplastic forming する test みを line った. Internal force 応 superplastic と は, complex phase に heat サ イ ク ル を plus え る と, thermal expansion rate の violations い に よ り raw じ た heterogeneity な internal force 応 が マ ト リ ク ス の macroscope な of planning a ク リ ー プ を promote さ せ, 1 の 応 force index of superplastic な - shaped 挙 dynamic が raw じ る phenomenon で あ る. Sample: に に one-direction solidified alloy Mar-M247を using に た. こ の alloy が マ ト リ ク ス が bulky な columnar crystal で あ り, LiJie す べ り が raw じ な い と い う mean で 単 crystal alloy と equal で あ る. で, high frequency induction heating in vacuum に よ り, temperature field of 1373 ~ 1473 k, heating and cooling speed 10 k/s の triangle wave の hot サ イ ク ル in あ る い は 1473 k で の に, in certain temperature の heating ひ ず み 0.73 ま で の 圧 shrinkage ク リ ー プ - shaped を さ せ た. A certain temperature で は surface に big き な ク ラ ッ ク が 発 し, internal に most の キ ャ ビ テ ィ が 発 raw し た の に し seaborne, hot サ イ ク ル で は surface ク ラ ッ ク は raw じ ず, internal キ ャ ビ テ ィ も 発 raw し て い な か っ た. Youdaoplaceholder0, in the deformation, the <s:1> tissue <s:1> volume fraction of the γ' phase <s:1> is が several percent と less なく, non-integrated であった. After また deformation, に reheat treatment をする とによ とによ, and before deformation, と and other <s:1> <s:1> tissues に戻せる とを とを とを confirm た. の above results は crystallization, Ni base 単 super alloy superplastic の も 応 internal force technique に よ っ て huge ductility を る こ と が may で あ る こ と を in stopping し て い る.

项目成果

K.Kitazono, E.Sato and K.Kuribayashi: "Internal Stress Superplastic Forming of Dual Phase Material" Materials Science Forum. 243-245. 481-486 (1997)

K.Kitazono、E.Sato 和 K.Kuribayashi：“双相材料的内应力超塑性成形”材料科学论坛。

K.Kitazono and E.Sato: "Internal Stress Superplasticity in Al-Be Eutectic Alloy during Triangular Temperature Profile" Acta Materialia. 46(1). 207-213 (1998)

K.Kitazono 和 E.Sato：“三角温度曲线下 Al-Be 共晶合金的内应力超塑性”Acta Materialia。