構造制御・組織制御による軽量金属間化合物延性化の試み

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07805064
• Research Institution: Nagaoka University of Technology
• Principal Investigator: 伊藤 吾朗 長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (80158758)
• Keywords: トリアルミナイド / 塑性変形能 / 結晶構造 / 添加元素 / 熱間加工 / 鋳造欠陥 / 凝固偏析 / 再結晶組織

Research Abstract

軽量で耐高温酸化性にも優れるAl_3Ti基化合物の重大な欠点である室温での低延性を,結晶構造および金属組織の制御により,改善する試みを行った。まず,従来のようにAl_3TiのAlをCrやMnなどの比較的重い金属元素で置き換えるのではなく,Tiの一部をScなどで置き換えたAl_3(Ti_<1-y>,X_y)合金をアルゴンアーク溶解により調製した(ただしX=Sc,Er,Lu;y=0.25〜0.75)。そしてX線回折によりy=0.25でいずれの添加元素XについてもL1_2+DO_<22>の2相となることを確認した。次にこれらの合金の延性(塑性変形能)を,同様に作製したDO_<22>単相のAl_3Ti化合物と圧縮試験により比較した。その結果Er,Lu添加では塑性変形量はほぼ零で変わらなかったが,Sc添加によりこれが約3%にまで増加することが明らかになった。Sc添加合金については,Sc添加量に伴って塑性変形能が増加し,y=0.5で6%,y=0.75で11%変形することが示された。しかしアーク溶解の鋳塊では鋳造欠陥や凝固偏析による不均質な組織のため材料本来の延性を示さないと思われたので,従来本化合物でほとんど行われていない熱間加工を試みた。加工条件を調査するため高価なSc添加試料ではなく,Al_<74>Ti_<26>およびAl_<65>Cr_9Ti_<26>合金を試料として調べた結果,約10^<-3>Paの真空中,1175℃で55%以上の加工率で恒温鍛造すれば,完全な再結晶組織が得られ,凝固偏析もほとんどなくなることが分かった。そしてこれに伴いAl_<65>Cr_9Ti_<26>合金の塑性変形能も4%から9%へと増加した。一層の軽量化をねらい,TiをLiで置換したAl_6TiLiの組成の合金を高周波誘導溶解により調製した結果,L1_2相の生成は認められず,またDO_<22>相の軸比が立方晶に近づくこともなかった。

Research Products

• [Publications] G.Itoh,K.Kita,M.Kanno (P.A.Blenkinsop,W.J.Evans,H.M.Elower編): "Titanium '95-Science and Technology" The Institute of Materials,U.K., 2913 (1996)
• [Publications] K.Kita,G.Itoh,M.Kanno: "Materials Research Society Symposium Proceedings,vol.364" Materials Research Society.U.S.A, 1422 (1995)