高純度TiAl金属間化合物に現れる散漫散乱の構造解析

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05650619
• Research Institution: KYOTO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 乾 晴行 京都大学, 工学部, 助手 (30213135)
• Keywords: 軽量耐熱材料 / TiAl合金 / 高分解能電子顕微鏡法 / 電子回析 / 散漫散乱 / 欠陥構造

Research Abstract

少量のTi_3Al相を含むTiAl二相合金は新しい軽量耐熱材料として,近年,集中的に研究されている.その主構成相であるTiAl相が単相合金として得られると考えられているTi-56at.%Alの組成の合金の電子回析図形にそのL1_0型構造では説明の付かない散漫散乱が観察される.この散漫散乱は<001〕,<100〕,<111〕,<211〕入射の回析図形には観察されるが,<110〕,<011〕,<112〕入射の回析図形には存在しない.当初,散漫散乱は,不純物として存在する酸素と深く関係しているのではないかと考えていたが,Ti-56at.%Al合金につき酸素濃度が300,500,800wt.ppmの試料を用意し,その散漫散乱の強度を比較したが,ほとんど酸素濃度には存在しないことが明らかとなった.しかし,散漫散乱の強度は明らかにAl濃度に依存する.Ti-53at.%Al以下のAl濃度のTiAl合金では散漫散乱は観察されないが,Ti-54at.%Al以上のAl濃度を有するTiAl合金で散漫散乱が観察され,その強度はAl濃度増加と共に増大した.この散漫散乱の位置および強度の三次元分布を解析した結果,散漫散乱はAl_2Ti相の析出によるという結論を得た.散漫散乱が観察される<100〕方向から高分解能電子顕微鏡観察を行なうと,Al_2Ti相と考えられる微細なドメインが所々に形成されているのが観察された.このAl_2Ti相と考えられるドメインの体積分率は,Al濃度増加と共に増大し,散漫散乱の強度のAl濃度依存性と良い一致を示した.この散漫散乱は,1000℃での焼鈍でも焼失しない.従って,Ti-54at.%Alという組成はすでにTiAl/Al_2Ti二相領域にあり,TiAl単相合金が得られる組成範囲は,従来考えられていたものよりも,かなり小さいと結論できる.

Research Products

• [Publications] 乾 晴行: "TiAl基二相化合物の構造と機械的性質" 日本金属学会報. 33. 231-240 (1994)
• [Publications] H.Inui: "Environmental embrittlement of polysynthetically twinned(PST)crystals of binary and some ternary TiAl compounds" Transaction of the Materials Research Society of Japan. 13B. 61-73 (1994)
• [Publications] K.-F.Yao: "Plastic deformation of V-and Zr-alloyed PST TiAl in tension and compression at room temperature" Acta Metallurgica et Materialia. 43. 1075-1086 (1994)
• [Publications] 松室 光昭: "TiAl単結晶(Ti-56mol%Al)における活動すべり系" 日本金属学会誌. (印刷中). (1995)
• [Publications] H.Inui: "Temperature dependence of yield stress,tensile elongation and deformation structures in polysynthetically twinned(PST)crystals of TiAl" Philosophical Magazine. (印刷中). (1995)
• [Publications] M.Yamaguchi: "Gamma titanium aluminide alloys" MRS Symp.Proc.on High-Temperature Ordered Intermetallic Alloys VI. 364(印刷中). (1995)