超高温超耐環境in-situ Cr_2X貴金属間化合物複合材料の合金設計

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11555173
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 高杉 隆幸 大阪府立大学, 工学部, 教授 (20108567)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 平野 敏幸 金属材料技術研究所, 室長 ; 吉田 光彦 宮城高等工業専門学校, 教授 (40042254)
• Keywords: Cr基合金 / ラーベス合金 / 合金設計 / 高温強度 / 複合材料 / 組織

Research Abstract

本研究では、低温靭性と超高温高強度を併せ持ち、耐環境性に優れたCr_2X(X=Nb,Zr,Hf,Ta,Ti)基金属間化合物複合材料の開発/研究を目的としている.本年度は各種微視観察法を駆使して状態図,組織学的特徴さらには結晶構造学的特徴の調査解析を行い,以下のような結果を得た。
1.1350℃でのCr-Nb-W状態図を明らかにした。その結果、C15Cr_2Nbラーベス相は直接bcc固溶体と平衡していることを観察し、Cr-Nb-VおよびCr-Nb-Mo三元系状態図と類似の特徴を有していることを明らかにした。Wは約8at%Laves相に固溶し,Nbの格子位置に置換する方向に相領域が拡張する特徴を捕らえた.また,Wの添加によりC15相は不安定になり,C36相やC14相の準安定相が存在することを観察した.
2.C15Cr_2NbにおけるV,Mo,W,Ti第3元素の置換挙動を決定するために,種々の組成ならびに配合組成からなる試料を溶製し,ALCHEMI法により観察した.その結果、V元素はCr格子位置に,Mo,WならびにTi元素はNb格子位置に置換することを明らかにした.
3.Cr_2Zr,Cr_2Hf,Cr_2TaならびにCr_2Ti基金属間化合物について,Cr固溶体相と平衡する時の組織ならびにCr_2Xlaves相と平衡する時の組織の特徴を,組成ならびに熱処理温度を主要なパラメーターとして観察した.
4.Cr_2XLaves金属間化合物の単結晶の育成を浮遊帯溶融法により試みたが,健全な単結晶を得ることができなかった.

Research Products

• [Publications] M. Yoshida: "Phase Relation and Microstructure of Nb-Cr-W Alloy Systems"Materials Science and Engineering A. 262,1-2. 107-114 (1999)
• [Publications] H. Okaniwa: "Determination of Site Occupancy of Additives X(X=V,Mo,W and Ti) in Nb-Cr-X Laves phose by ALCHEMI"Acta Maforialta. 47,6. 1987-1992 (1999)