チタン合金ならびにニッケル合金の恒温鍜造シミュレーションのための高温試験法の開発

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各種耐熱合金は難加工性材料であるので、期待し得る成形技術としては恒温鍛造法が有望である。材料の加工性および加工後の材質をを評価するために新しく高温試験法を開発する必要がある。Ti基耐熱合金の例として、Ti-6%Al-4%V合金線材(直径6mm)を用い、ダイレス引抜き法の手法を採用して高温試験を行った。研究の結果、断面減少率90%までの大変形を任意に与え得ることが確かめられた。ダイレス引抜き法では、試験片の軸方向に温度分布が与えられるが、荷重ー変位ー温度の計測結果を基にして、応力ーひずみ関係を推測することができる。一方、クランクプレスを用いた高温圧縮試験を行い、変形抵抗を測定した。また、高温で引張り試験(ダイレス引抜き)した材料からさらに引張り試験片を採取し、これらについて室温で再び引張り試験を行った。これは従来の高温試験法では試験片が局部収縮を生じ、必ず破断するのに対し、高温試験後に材質評価試験が行い得るという点で画期的なことである。チタン合金の場合、950℃以下の(α+β)領域で変形させると、きわめて微細結晶粒組織となり、材質改善が可能であることが判った。Ni基耐熱合金については試料の入手が困難であること、研究期間に制約のあること等の理由から割あいし、Ti基合金のデータから類推することにした。このようにして収集した基礎的データを有限要素法解析に組み入れ、恒温鍛造シミュレーションについても検討を行った。最適加工条件の把握については、なお検討すべき課題のあることも判った。