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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760524/
• 关键词: 破壊靱性; 破壊挙動; 複相合金; 塑性変形; 転位; 結晶構造; 双晶; 強靭化機構; 異常強化挙動; Ni基化合物; 超周期規則相; HRTEM; 状態図

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。

The compounds of type ら に に た た and Ni_3X of the previous year [X=Al, V, Nb, Ti] Sn etc.] の hold つ optimal れ た specialty を live か し, か つ problem point を mutual complement the す る と い う 観 point か ら, this year's は こ れ ら compound を appropriate に group み close わ せ た し, the heterogeneous crystallization を cropping そ の mechanical characteristics, special に subjugate 応 force の temperature dependency な ら び に, broken 壊 挙 の temperature, bearing dependency に つ い て review 価 し た. The られた result is に られた て て て て the following に column records する. · ブ リ ッ ジ マ ン method に よ る line organization system of imperial を 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 three の direction の royal material for making に し success Youdaoplaceholder0. こ れ ら は そ れ ぞ れ, imperceptible な ラ メ ラ ー (about 5 microns), bulky な ラ メ ラ ー (about 70 microns), ロ ッ ド form precipitates よ り constitute さ れ る を の organization and shown unique し た. , the alloy の subjugate 応 force の temperature dependency は い ず れ も with others の tendency を し, room temperature to 700 ℃ temperature field に の お い て は, % の 圧 ductility を with し つ つ, 800 ~ 1000 mpa degree の high-strength を shown し た. But more than 700 ℃ し に お い て は and temperature rising の に い 応 low は nasty shock に し, 1000 ℃ に お い て は 500 mpa degree の numerical を shown し た. , three curved げ test に よ り review 価 し た each crystallization の broken 壊 靭 sex numerical に は 顕 the な orientation dependence が recognize め ら れ, load load direction が heat flow direction vertical に お い て, broken 壊 靭 numerical は, い ず れ も about 20 mpam ^ 1/2 > < high degree の い numerical を shown す の に し polices, one party, heat flow horizontal に お い て は, import さ れ た ク ラ ッ ク は , interphase interface に along っ て easy に 伝 sowing す る た め, broken 壊 靭 sex numerical は alloy system に よ ら ず about six mpam ^ 1/2 > < level の very め て low い numerical を shown す こ と が confirm さ れ た. Material, compound complex phase の broken 壊 挙 move, に 靭 sex numerical の temperature dependency は, compound の solidification morphology, phase の combination せ に よ っ て, big き く different な る こ と が Ming ら か と な り, 300 ℃ に お い て は, imperceptible な ラ メ ラ ー organization を す る Ni_3Al (L1_2)/Ni_3Nb (D0_a) が も most optimal れ た broken 壊 靭 The property value を indicates す とが とが and ら となった. こ の こ と は, broken に 壊 mechanism and え る plastic - shaped の send with が alloy に よ っ て big き く different な る こ と と, strong く masato even す る こ と が in stopping さ れ た.

项目成果

K.Hagihara, T.Nakano, Y.Umakoshi: "Slip System, Dislocation Structure and Plastic Deformation Behavior of Ni_3Ti Single Crystals with D0_<24> Structure"Materials Science Forum. Vol.426-432. 1709-1714 (2003)

K.Hagihara、T.Nakano、Y.Umakoshi：“D0_<24>结构Ni_3Ti单晶的滑移系、位错结构和塑性变形行为”材料科学论坛。

Influence of Y-addition on the oxidation behavior of Al-rich γ-TiAl alloys

• DOI: 10.1016/j.intermet.2004.01.008
• 发表时间: 2004-05
• 期刊: Intermetallics
• 影响因子: 4.4
• 作者: Y. Wu;K. Hagihara;Y. Umakoshi

Indentation fracture behavior of (Mo0.85Nb0.15)Si2 crystals with C40 single-phase and MoSi2(C11b)/NbSi2(C40) duplex-phase with oriented lamellae

• DOI: 10.1016/j.stam.2003.09.007
• 发表时间: 2004-01
• 期刊: Science and Technology of Advanced Materials
• 影响因子: 5.5
• 作者: K. Hagihara;S. Maeda;T. Nakano;Y. Umakoshi

K.Hagihara, T.Nakano, Y.Umakoshi: "Plastic Deformation Behavior of Oriented Ni_3Sn Crystals with D0_<19> Structure"Scripta Materialia. Vol.48,No.5. 577-581 (2003)

K.Hagihara、T.Nakano、Y.Umakoshi：“具有 D0_<19> 结构的定向 Ni_3Sn 晶体的塑性变形行为”Scripta Materialia。

K.Hagihara, T.Nakano, Y.Umakoshi: "Plastic Deformation Behaviour in Ni_3Ti Single Crystals with D0_<24> Structure"Acta Materialia. Vol.51,No.9. 2623-2637 (2003)

K.Hagihara、T.Nakano、Y.Umakoshi：“具有 D0_<24> 结构的 Ni_3Ti 单晶的塑性变形行为”Acta Materialia。