析出硬化型粒子分散強化合金における高温クリープ強度の予測

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08650809
• Research Institution: Akita University
• Principal Investigator: 後藤 正治 秋田大学, 工学資源学部, 教授 (50005948)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 麻生 節夫 秋田大学, 工学資源学部, 助教授 (80167915)
• Keywords: 高温構造材料 / 分散強化合金 / オストワルド成長 / 高温変形 / 析出強化 / クリープ強度

Research Abstract

火力発電プラント用タービンブレードに代表されるような高温構造材料では、実用中に内部構造の変化などによりクリープ劣化を起すことが多く、材料に対する信頼性の点からクリープ強度予測が問題となっている。実用材では析出粒子等のように熱的には安定性に欠ける粒子で強化している場合がほとんどで、実際分散粒子の分散状態自体がクリープ変形中に大きく変わることが報告されている。しかし、従来から研究されてきた熱的安定粒子を含む分散強化合金のクリープ研究で得られる結果は、直接実用材料に適用することはできない。そこで本研究ではこれまでの熱的安定粒子に対する研究で得られた結果を基礎にして、クリープ変形中に粒子の分散状態が変化する場合の材料のクリープ変形モデルを構築するとともにクリープ予測実験を行った。またこれと並行に、析出挙動が明らかになっているAl-1.0mass%Siの析出硬化型合金を用いてクリープ変形中に粒子分散状態が変化するような条件で高温クリープ実験を行い、実験結果と本研究で構築したモデルとの突き合わせを行って、分散粒子が熱的に安定でない場合の高温クリープ挙動の予測について明らかにした。
その結果、本研究で提案した予測モデルは析出硬化型合金の高温クリープ速度の予測に有効であることのみならず、それを基に耐クリープ性に優れる新しい高温用構造材料の開発にも有効であることを明らかにした。すなわち、純母相材の高温変形挙動、状態図から知られる溶質原子の固溶限の温度依存性、溶質原子の拡散係数および分散粒子のオストワルド成長に関する各物性値を吟味すれば新らしい高温構造材料の開発にも有効である。これらの成果について国内及び国際学会において公表した。

Research Products

• [Publications] 呂 満珊: "析出強化型合金の高温クリープ速度の予測" 素材物性学雑誌. 9・2. 30-39 (1996)
• [Publications] Lu Manshan: "The Prediction of High-temperature Creep Rate in Dispersion Strengthened Alloys" Powder Metallurgy Materials Science and Engineering. 2・2. 94-101 (1997)
• [Publications] 呂 満珊: "A1-1.03mass%Si合金における高温変形挙動とSi析出粒子のOstwald成長" 素材物性学雑誌. 10・1. 79-89 (1997)
• [Publications] 呂 満珊: "Ostwald成長を伴う析出強化型合金における高温変形挙動の予測" 素材物性学雑誌. 10・2. 41-50 (1997)
• [Publications] Lu Manshan: "Influemce of Ostwald Ripening on High-temperature Deformation in Precipitation Hardened Alloys" Proc.on the Third Int.Conf.on Materials Engineering for Resources. 3. 180-199 (1998)
• [Publications] Lu Manshan: "A Model-based High-temperture Deformation for precipitation Hardend Alloy" Strength Theory. 145-150 (1998)