Ni基合金の中間温度脆性と加工性改善に関する研究

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FCC合金の多くに現われる中間温度脆化現象の本性を明らかにし、その結果を基に高温加工性改善に関する指導原理を確立することを目的として、Ni-20%Fe合金の高温延性と破壊におよぼす加工温度と加工速度の影響を系統的に調査した。設備備品として購入した動ひずみ計と試験機制御とデータ解析のためのマイクロコンピュータを既存の高温加工試験機に取付け、荷重の自動記録とそのデータ解析を高精度かつ容易に行なわせることができた。得られた主な結果は次のようにまとめられる。(1)破断面の断面減少率から求めた高温延性は、600K附近からの昇温とともに減少し、900-1000Kで最少値を示した後、高温側で著しい増加(延性の回復)を生じた。また、高温延性は温度によらずひずみ速度の増加とともに増加した。(2)本合金の高温延性は、Z(=ε・exp(Q/RT))因子により一義的に整理することはできなかった。これは、Al合金の高温延性に関する報告結果とは対照的であり、よって延性支配機構も異なることが示唆された。(3)クラックはすべて結晶粒界上で形成し、変形とともにクラック数の増加とそれらの成長とが観察された。延性が最少となる1000Kでは、クラック形成と成長はともにひずみに対しほぼ比例して増加するのに対し、延性が急増する1200K以上の領域ではそれらはひずみに対し階段状の変化を示し、高ひずみ域ではほとんど停止した。後者の結果は、粒界附近から優先的に生ずる動的再結晶に基因することを明らかにした。(4)本合金の高温延性とZ因子との関係がAl合金のそれと一致しない原因は、本合金の高温変形中に動的再結晶が生じ、それと粒界クラックの形成と成長との相互作用に基づくことを明らかにした。