化合物相を微細分散した軽量耐熱合金の製造と組織制御

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05452286
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 里 達雄 東京工業大学, 工学部, 助教授 (90126318)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 手塚 裕康 東京工業大学, 工学部, 助手 (40180070)
• Keywords: アルミニウム合金 / マグネシウム合金 / 希土類元素 / 分散相 / 再結晶 / 時効析出 / 比熱変化 / 高温X線回折

Research Abstract

軽量耐熱合金として遷移金属元素および希土類元素を含むAl-Zr,Al-Sc,Al-Zn-Mg-Zr,Al-Zn-Mg-Sc合金およびAl-Er,Al-Yb合金をDC鋳造および急冷凝固法により作製した.また,高剛性軽量合金としてAg,Au,Cu,Znを含むAl-Li合金を溶製した.さらに,Mg-Y,Mg-Y-NdおよびMg-Y-Sm合金を作製した.これらの合金について化合物組織,析出組織,加工・再結晶組織ならびに高温強度特性について検討した.
Scを含むAl合金は熱処理によりLl_2型構造のAl_3Sc相が分散相として析出し,熱処理の制御によりAl_3Sc相粒子を母相に微細分散させることが可能であった.Al_3Sc相はAl_3Zr相に比べ,優れた再結晶抑制効果を有することを見出した.また,再結晶後のAl_3Sc/母相の方位関係はCube/Cube方位を満たす場合と満たさない場合があり合金成分により異なることを明らかにし,Zn,MgがAl_3Sc相の構造安定性を低下させると考えられた.また,Al-ErおよびAl-Ybではロール急冷法により極めて微細な化合物粒子を分散させることが可能であり,特性改善に有効である可能性が示された.また,Al-Li合金のAgやAuを添加するとδ'-Al_3Li相の熱的安定性が増大し,粒子の粗大化が抑制されることを見出した.これらは高感度示差走査熱量計(DSC),TEMおよびEDX分析により解析・観察された.
一方,Mg-Y系合金においては通常のMg合金に比べ優れた高温強度特性が認められ,耐熱性に優れることが分かった.高温X線回折およびすべり線の観察からMg-Y合金ではMg-Al-Zn合金などと異なり,双晶変形および交差すべりがおこりにくいことを明らかにした.さらに,Mg-Y系合金の析出に伴う構造変化を調べ,軽量高強度・高耐熱性合金として優れることを明らかにした.

Research Products

• [Publications] 細田秀樹: "Al-Li合金中のLl_3型Al_3Li準安定相における添加元素置換挙動" 日本金属学会誌. 58. 865-871 (1994)
• [Publications] 細田秀樹: "遷移金属トリアルミナイドAl_3Nbの欠陥構造と添加元素置換サイトの擬基底状態解析による計算" 軽金属. 44. 675-681 (1994)
• [Publications] Tatsuo Sato: "Effeets of Additional Elements on δ'Phase Stability in Al-Li Allays" The 4th International Conference on Aluminum Alloys. 2. 169-176 (1994)