新高温構造材料としてのNi基化合物複相材の開発、力学特性の改善

新型高温结构材料镍基复合多相材料的开发及力学性能的提高

基本信息

批准号：
15760524
负责人：
萩原幸司
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度明らかにした、Ni_3X型各化合物[X=Al, V, Nb, Ti, Sn etc.]の持つ優れた特長を活かし、かつ問題点を相互補完するという観点から、本年度はこれら化合物を適切に組み合わせた複相結晶を作製し、その力学特性、特に降伏応力の温度依存性ならびに、破壊挙動の温度、方位依存性について評価した。得られた結果について以下に列記する。・ブリッジマン法による組織制御を行うことにより、Ni_3Al(L1_2)/Ni_3Nb(D0_a)、Ni_3Si(L1_2)/Ni_3Ti(D0_<24>)、Ni_3Al(L1_2)/Ni_3Nb(D0_a)の三種の方向制御材の作製に成功した。これらはそれぞれ、微細なラメラー(約5μm)、粗大なラメラー(約70μm)、ロッド状析出物より構成される特有の組織を示した。・各合金の降伏応力の温度依存性はいずれも同様の傾向を示し、室温〜700℃の温度域においては、数%の圧縮延性を有しつつ、800〜1000MPa程度の高強度を示した。但し700℃以上においては、温度の上昇に伴い応力は急激に低下し、1000℃においては500MPa程度の値を示した。・三点曲げ試験により評価した各結晶の破壊靭性値には顕著な方位依存性が認められ、荷重負荷方向が熱流方向垂直において、破壊靭性値は、いずれも約20MPam^<1/2>程度の高い値を示すのに対し、一方、熱流水平方向においては、導入されたクラックは、異相界面に沿って容易に伝播するため、破壊靭性値は合金系によらず約6MPam^<1/2>程度の極めて低い値を示すことが確認された。・化合物複相材の破壊挙動、特に靭性値の温度依存性は、化合物の凝固組織形態、相の組合せによって、大きく異なることが明らかとなり、300℃においては、微細なラメラー組織を有するNi_3Al(L1_2)/Ni_3Nb(D0_a)が最も優れた破壊靭性値を示すことが明らかとなった。このことは、破壊機構に与える塑性変形の寄与が各合金によって大きく異なることと、強く関連することが示唆された。

为了利用Ni_3x型化合物的出色特征[X = Al，V，NB，Ti，SN等]，并于去年揭示了，并补充了问题，我们准备了一种适当地结合这些化合物的多相晶体，并评估了机械性能，尤其是评估机械性能，尤其是屈服压力依赖性的温度依赖性和温度依赖性的依赖性，并依赖温度依赖性。获得的结果如下列出。 - 通过使用Bridgeman方法进行组织对照，成功生产了三种类型的方向控制材料：Ni_3al（L1_2）/Ni_3nb（D0_A），Ni_3si（L1_2）/Ni_3ti（ni_3ti（D0_ <24>），ni_3al（ni_3al（l1_2）/ni_3nb（d0_2）/ni_3nb（d0_2）这些表现出独特的结构，该结构分别由细层状（约5μm），粗层状（约70μm）和杆状沉淀组成。 - 每种合金的屈服应力的温度依赖性显示出相似的趋势，在室温到700°C的温度范围内，它的高强度约为800至1000 MPa，具有数％的压缩延展性。但是，在700°C或更高时，应力突然随温度的升高而突然降低，在1000°C时，应力约为500 MPa。 - 注意到每个晶体的断裂韧性值通过三分弯曲试验评估，而骨折韧性在垂直于热流动方向的裂缝韧性值均表现出大约20mpam^<1/2>的高骨折韧性值，在热度方向上，沿着其他阶段的差异很容易地沿着frieed priendative criptive the Proffure the Prock the Proffure the Proffure the其他阶段，因此它是在其他阶段的范围。 6MPAM^<1/2>，无论合金系统如何。 - 很明显，化合物多种相材料的断裂行为，尤其是韧性值的温度依赖性，取决于化合物的凝固结构形态和相结合，而在300°C，Ni_3al（l1_2）/ni_3nb（ni_3nb（d0_a））中，有效的是，lamellar forcrutiur force for for for for frins for for frins for。这表明塑性变形对断裂机制的贡献与合金之间的巨大差异密切相关。