マルテンサイト組織を有する急冷凝固粉末を用いた高機能TiAl基合金の開発

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555527
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 西田 稔 熊本大学, 工学部, 助教授 (90183540)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 熊谷 良平 福田金属箔粉工業(株), 研究所, 研究員 ; 高島 和希 熊本大学, 工学部, 助教授 (60163193) ; 三浦 秀士 熊本大学, 工学部, 教授 (30117254) ; 千葉 昂 熊本大学, 工学部, 教授 (90005322)
• Keywords: マルテンサイト / TiAl合金 / プラズマ回転電極法 / 急冷凝固 / 微細等軸粒 / ラメラ組織 / 相分解 / 粒界すべり

Research Abstract

「マルテンサイト組織を有する急冷凝固粉末を用いた高機能TiAl基合金の開発」に関して研究を実施し以下の成果が得られた。
1.TiAlβ→α(α_2)マルテンサイト変態に及ぼす材料学的諸因子の検討とPREP条件の最適化:Ti-Al2元系合金M粉末製造のためのPREP条件の検討を行い、チャンバー内の雰囲気ガスであるHeを冷却することによりTi-47原子%Al合金においてマルテンサイト組織を有する粉末(M)の収率が現行プロセスの10%から45%に飛躍的に向上することを確認し、実操業への応用が可能であることを明らかにした。
2.PREP粉末の相分解挙動の観察、固化成形及び成形体の組織制御:PREP粉末の加熱による相分解挙動については、900〜1050℃で、M粉末がα_2/γ微細混合組織になることを確認した。次に、上記の温度域でホットプレスを行いM粉末はデンドライト組織を有する粉末(D)と比較して微細粒の粒界すべりによる超塑性的挙動を伴った良好な成形性を持つことを見いだし、その有効性を明らかにした。また、爆薬の爆発エネルギーを用いた衝撃固化条件を確立した。成形体の組織制御に関しては、α_2/γ微細混合組織を有するTi-40AlM粉末を1120℃以上のα単相域へ加熱後、共析点以下へ急速冷却し保持することで微細ラメラ組織を得ることができた。
3.成形体の機械的特性の評価:成形体の機械的特性の評価については現在進行中であるが、圧縮試験において概ね良好な常温延性(圧縮破壊ひずみ:25%以上)を確認している。