メカニカルアロイング法による耐熱型Ni_3Al基サーメットの開発

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05650684
• Research Institution: Teikyo University of Science & Technology
• Principal Investigator: 山崎 道夫 西東京科学大学, 理工学部, 教授 (90247510)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 落合 鐘一 西東京科学大学, 理工学部, 助教授 (70169324)
• Keywords: Ni_3Al / サーメット / TiC / 金属間化合物 / 複合材料 / メカニカルアロイング / 粉末冶金法 / 高温強度

Research Abstract

Ni_3Al(gamma′)は高温で強度が常温でのそれに比べて数倍の大きさとなるいわゆる強度の正の温度依存性を示すと供に、耐酸化性も良好である。このような優れた高温特性を有するNi_3Al金属間化合物を結合相としTiCなどの高硬度セラミックスを分散複合させた合金は、耐熱性サーメットとして実用化できる可能性が高い。本年度においては、Ni_3Alをマトリックスとした新型の耐熱性サーメットの開発を目指して、研究計画に基き研究を行い、以下のような成果を得た。
1.『サーメットに対する合金設計法の確立』
状態図など基礎データの蓄積を行った結果、マトリックスとなるNi_3Al相について、ボロン添加による常温延性の改善効果を高めるために化学量論組成から僅かにNi-richな組成に設定を行った。また、含有させるTiC炭化物の体積率を0,20,40,60および80%となるように決定した。サーメット作製上のプロセスはボールミルを用いたメカニカルアロイング法とホットプレス法を組み合わせることにした。
2.『MA法による製造と熱処理』
MA過程を調べるため、プロセス時間に対するAl粒子の粒径変化を調べた。その結果、200hrのMA処理で平衡状態に達することが明らかとなった。得られたMA粉末をホットプレスにて焼結を行った。焼結体は比較的ポアの多い材料となったが、マトリックスはNi_3Alが主体であり、均一にTiC粒子が分散した複合組織をなしていることが見いだされた。
3.『機械的特性・耐酸化特性の調査』
常温から高温まで機械的特性を圧縮試験により評価を行った結果、TiCの体積率が高いものほど高温での強度が高いことが明らかとなった。