超高温超耐環境in-situ Cr_2X基金属間化合物複合材料の合金設計

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11555173
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 高杉 隆幸 大阪府立大学, 工学研究科, 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)'基金属間仁合物複合材料の開発/研究を目的とした.本年度は各種微視観察法を駆使して状態図,組織、結晶(欠陥)構造さらには各種特性の調査解析を行い,以下のような結果を得た。
1.Cr-Zr系合金における組織と状態図を明確にした。また、Cr_2Zrラーバス相における結晶欠陥構造ならびに微細組織を調査し、これらの結果を原子寸法因子と電子濃度因子との関連に置いて考察した。さらにまた、低温破壊靭性、高温圧縮強度、高温酸化特性等を測定し、これらの結果を他のラーバス合金系と比較検討した。
2.Cr_2NbおよびVを添加したCr_2Nbラーバス合金の高温圧縮変形挙動を、透過型電子顕微鏡を用いて行つた。約1000度C近辺から明瞭な塑性変形能を示し、それらが転位の活動によることを明らかにし、活動転位の同定を行った。また、V添加により変形挙動とそれに対応する変形組織が著しく変化することを観察し、これらの作用を相安定性の視点より解釈した。
3.粉末法により作製したCr_2ZrならびにCr_2Nb基ラーベス相合金の微細組織、低温破壊靭性、高温圧縮強度、酸化特性等を調査し、溶解特性により作製した合金との比較検討を行った結果、本法による合金が優れた特性を具現することを明らかにした。
4.Cr_2Zr-Cr_2NbおよびCr_2Zr-Cr_2Hf擬2元合金系の状態図、微細組織、低温曲げ変形能を調査した。その結果、特有な組成あるいは熱処理により低温での変形能を改善させ得ることを見出し、その機構解明を行った。

Research Products

• [Publications] 吉田光彦: "分析電顕を用いたNb-Cr-Ti三元系合金の組織評価"日本金属学会誌. 65・5. 389-396 (2001)
• [Publications] M.Yoshida: "TEM Observation for Deformation Microstructures of the C15 NbCr_2 Intermetallic Compounds"Intermetallic. 10・11. 85-93 (2002)
• [Publications] M.Yoshida: "TEM Observation for Deformation Microstructures of NbCr_2 Intermetallic Compounds Containleg V"Malerigls Science and Engineering A. (印刷中). (2002)
• [Publications] S.Kanagawa: "Mcrostructures and Defect Structures in ZrCr_2 Lav_2, Phase Based Intermetalic Compocrnds"Intermetallic. (印刷中). (2002)