γ相チタンアルミナイドの結晶構造と耐熱強度特性に及ぼすバナジウムの影響

• Project/Area Number: 07750778
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Structural/Functional materials
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 高橋 徹 東京農工大学, 工学部, 助教授 (80188028)
• Project Period (FY): 1995
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1995)
• Budget Amount: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 1995: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: 金属間化合物 / チタンアルミナイド / 耐熱強度特性 / 結晶構造解析 / バナジウム / 合金効果

Research Abstract

1.あらまし 本研究ではアルミニウム-チタン-バナジウム三元系において幅広い組成領域を持つγ相金属間化合物に対し金属学的組織ならびに結晶構造の解析を行うとともに、圧縮試験等により耐熱強度特性を調査した。
2.研究対象 研究に用いたアルミニウム-チタン-バナジウム三元系金属間化合物の化学組成は、γ単相組成を中心に、アルミニウム濃度:50〜65mol%、チタン濃度:25〜50mol%、バナジウム濃度:0〜25mol%とした。アーク溶解鋳造により準備された合金に加工熱処理を加えて、標準的な再結晶組織とした試料で実験を行った。
3.研究結果 本研究において行われた実験とその結果は下記のようにまとめられる。
(1)等軸晶再結晶組織の粒径は、バナジウム濃度が高くなるにつれて小さくなる傾向が有り、バナジウム濃度が低いものでは100μm前後、バナジウム濃度が高いものでは10〜20μmであった。
(2)X線回折の結果から、L1_0構造の格子定数(aとc)を測定した結果、一定のアルミニウム濃度では、バナジウム濃度が高くなるにつれて軸比c/aは大きくなり、面心正方晶の方向性が助長されることがわかった。
室温での圧縮試験の結果から、バナジウム濃度が高くなるにつれて降伏強度が高められることがわかった。高アルミニウム濃度の組成では、バナジウム添加により塑性変形能も改善されるという興味深い傾向が得られた。
(4)最高1300Kまでの高温で圧縮試験を行った結果から、バナジウム添加による強度向上の効果は1200Kまで保たれること、高バナジウム濃度では1300K付近での強度低下が大きくなる難点があることが明らかとなった。
(5)圧縮試験、クリープ試験の対比から、優れた耐熱強度特性を得るための最適組成を模索することができた。