超硬合金（サーメット）の積層造形とラティス構造化

Research Project

Project/Area Number	21F19754
Research Category	Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Allocation Type	Single-year Grants
Section	外国
Review Section	Basic Section 26050:Material processing and microstructure control-related
Research Institution	Nagoya University
Principal Investigator	小橋真名古屋大学, 工学研究科, 教授 (90225483)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	MARTIN VILARDELL ANNA 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
Project Period (FY)	2021-04-28 – 2022-03-31
Project Status	Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help	¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000) Fiscal Year 2021: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords	鉄アルミニウム金属間化合物 / レーザ / 積層造形 / サーメット / 超硬合金 / 微視組織
Outline of Research at the Start	Manufacturing of Fe3Al/TiC by the novel method of additive manufacturing (AM). Optimization of process parameters. Evaluation of microstructural and mechanical properties. Comparison of such results with the previous manufactured AM Fe3Al, as well as Fe3Al obtained by hot-pressing conventional technology. Evaluation of microstructural features and mechanical properties at high temperature.
Outline of Annual Research Achievements	アディティブマニュファクチャリング（AM）により鉄アルミナイド/TiC サーメットを製造し、レーザー条件と微視組織の関係を調査した。最適条件での微視組織および機械的特性、TiC添加の効果を評価し、焼鈍処理が組織および機械的性質に及ぼす影響を明らかにした。サーメット粉（鉄アルミナイド＋TiC）を調製した。AM鉄アルミナイドとサーメットの焼鈍処理の効果を、ミクロ組織と微小硬度によって評価した。造形材料の密度は85.5%であった。また、このサンプルは、微視組織および機械的特性（微小硬度）を分析するために有効であった。AMサーメットは、全体的に炭化物粒子がランダムに分布した微細な組織を示していた。一方、HPサーメットは、丸い鉄アルミナ粒子が小さいTiC粒子に囲まれた粒状組織を示した。TiCの添加により、微小硬度はHV0.1で628±34とAM鉄アルミナイドよりも大幅に増加した。バルク体において高い力学特性を示したことは、ラティス構造が可能なことを示している。実際に超硬合金において、ラティス構造体を造形することができた。さらに、TiCの組織内での分布の状態によりHPサーメット（HV0.1で487±50）よりも高くなった。ただし、焼鈍時間の増加に伴い、微小硬度の低下が観察された。従来、L-PBF鉄アルミナイドについての基礎研究は、ほとんど例を見ず、現時点ではL-PBF Fe3Al-TiCに関する論文はまだ発表されていない。本研究では、L-PBFによる鉄アルミナイドの最適化を行い、その微細構造、室温および高温での力学特性、酸化挙動を詳細に検討し、学術誌にも掲載された（Materials Today Communications, (2022) 103335）。
Research Progress Status	令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	令和3年度が最終年度であるため、記入しない。