硼化物分散超塑性Ti合金複合材の機械的性質に関する研究

Ti合金の強度、耐磨耗性等機械的特性の向上、改善させる一方法としてTi合金(Ti-6A1-4V)を母材として、反応焼結法を利用しTiB粒子を析出させる手法を用い、複合材料を試作した。本研究はこれら試作した材料を用い次の様な三つの研究項目について調べた。1)硼化物粒子の破壊靱性に及ぼす影響。2)硼化物粒子の疲労き裂進展に及ぼす影響。3)母材の超微細組織についての研究。その結果以下のような実験事実が明らかとなった。1)Ti-6A1-4V粉末を母材として、MoB,CrB_2硼化物粒子を添加し、メカニカルアロイング法により分散させ1200℃、2hrs真空下で反応焼結法によりTiB硬化粒子を析出させ、密度上昇のため、その後HIP処理、あるいは熱間圧延等を行なうことにより密度97%以上のTi複合材料を作製できた。2硼化物添加量の増加と共に強度は増加するが破壊靱性は急激に低下する。これはTiB粒子の析出の増加、粗大化と共に母材の酸素量増加、延性低下が大きく影響している。しかし、硼化物添加量の少ない材料の疲労強度は母材より若干向上した。従って、TiB粒子の微細化と同時に、硼化物添加量を5vol%以下にすることが必要である。3)これら材料は超塑性を示すことが確認された。超塑性出現の条件の一つである組織微細化をはかるため、水素導入により水素化物を生成させ、熱処理-圧延加工-脱水素処理と組合せることにより母材の結晶微細化をはかる試みを行なった。その結果、どの硼化物添加においても組織微細化の効果

Ti合金の強度、耐磨耗性等機械的特性の向上、改善させる一方法としてTi合金(Ti-6A1-4V)を母材として、反応焼結法を利用しTiB粒子を析出させる手法を用い、複合材料を試作した。本研究はこれら試作した材料を用い次の様な三つの研究項目について調べた。1)硼化物粒子の破壊靱性に及ぼす影響。2)硼化物粒子の疲労き裂進展に及ぼす影響。3)母材の超微細組織についての研究。その結果以下のような実験事実が明らかとなった。1)Ti-6A1-4V粉末を母材として、MoB,CrB_2硼化物粒子を添加し、メカニカルアロイング法により分散させ1200℃、2hrs真空下で反応焼結法によりTiB硬化粒子を析出させ、密度上昇のため、その後HIP処理、あるいは熱間圧延等を行なうことにより密度97%以上のTi複合材料を作製できた。2硼化物添加量の増加と共に強度は増加するが破壊靱性は急激に低下する。これはTiB粒子の析出の増加、粗大化と共に母材の酸素量増加、延性低下が大きく影響している。しかし、硼化物添加量の少ない材料の疲労強度は母材より若干向上した。従って、TiB粒子の微細化と同時に、硼化物添加量を5vol%以下にすることが必要である。3)これら材料は超塑性を示すことが確認された。超塑性出現の条件の一つである組織微細化をはかるため、水素導入により水素化物を生成させ、熱処理-圧延加工-脱水素処理と組合せることにより母材の結晶微細化をはかる試みを行なった。その結果、どの硼化物添加においても組織微細化の効果