金属間化合物の水素誘起脆化におよぼす結晶構造と組織の効果

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10650684
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 高杉 隆幸 大阪府立大学, 工学部, 教授 (20108567)
• Keywords: Ni_3(Si,Ti) / Co_3Ti / 水素脆化 / 環境脆化 / 結晶粒界 / 結晶粒径 / 脆性-延性遷移 / 組織

Research Abstract

環境から浸透した水素に起因する金属間化合物の脆化現象における結晶構造および結晶粒界構造と組成ならびに結晶粒径,第2相の存在等の組織因子の影響とその機構について、主としてNi_3(Si,Ti)ならびCo_3TiのLl_2型金属間化合物について研究を行った.その結果,本年度は以下のような結果を得ることができた.
(1) Ni_3(Si,Ti)の大気中での水分による脆化とこの合金の結晶粒界上での原子組成との相関をAuger分光分析により解析した結果,粒界上に偏析しているboron元素と構成元素であるTiやSi元素濃度に直接依存していることが分かった.ある臨界の濃度で環境脆化の脆性-延性遷移が引き起こされることを見い出し,水素のkineticsに及ぼす結晶粒界原子組成との関連性を考察し,その機構を提唱した.
(2) Ni_3(Si,TI)の大気中での水分による脆化に及ぼす第2相分散物の影響を調査した結果,ある特有な第2相(Nbを含む金属間化合物)の存在が著しく本脆化を抑制することを見い出した.対応するmicro機構として,第2相への水素のscavenging効果あるいは第2相/マトリックス界面への水素のトラップ効果に基づく考えを提唱した.
(3) CO_3Tiの大気中での水分による脆化に及ぼす結晶粒径の効果を調べた.その結果,本脆化が著しく結晶粒径に依存する事実を観察すると共に,結晶粒微細化が本脆化の抑制に極めて有効な組織因子であることを見い出した.

Research Products

• [Publications] T.Takasugi: "Solute Effects on Deformation and Fracture of Ni_3Si" Proc. of Interstitial and Substitutional Solute Effects cn Intermetallics. 279-293 (1998)
• [Publications] T.Takasugi: "Influence of Grain Boundary Composition on the Moisture-Induced Embrittlement of Ni_3(Si、Ti)" Intermetallics. (印刷中). (1999)
• [Publications] T.Takasugi: "The Influence of Second-Phase Dispersion on Environmental Embrittlement of Ni_3(Si,Ti) Alloys" MRS Symp. Proc、Publications. (印刷中). (1999)
• [Publications] T.Takasugi: "The effect of Nb Addition on Environmental Embrittlement of Ni_3(Si,Ti)Alloy" Scripta Materialia. (印刷中). (1999)
• [Publications] T.Takasugi: "The Effect of Grain Size on Environmental Embrittlement of Co_3Ti Alloy" Scripta Materialia. (投稿中). (1999)