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2004 Fiscal Year Annual Research Report

金属間化合物を強化相とした高強度オーステナイト系耐熱鋼の設計

Research Project

Project/Area Number 14205102
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

竹山 雅夫  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (30251622)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山本 幸則  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (30334543)
松尾 孝  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (10089823)
橋本 清  (株)材料設計技術研究所, 研究部長
KeywordsC14型構造 / C15型構造 / 遷移包析型反応 / 置換サイト / 格子定数 / c / a比 / 析出形態 / 形態制御
Research Abstract

前年度までにおいて,Fe-Ni-Nb3元系におけるε-Fe_2Nb(Cl4)Laves相はオーステナイト(γ)相と広い組成範囲で平衡し,γ母相中に微細析出すること,またその形態は軸比が理想値(c/a=1.633)に近づく程微細になることを見出した.そこで本年度は,他のFe_2M Laves相(M:遷移金属元素)の中でもMとして固溶強化能に優れるMo及び立方晶系のLaves(C15)を形成するZrを用いて,γ/Laves相間の相平衡及び析出形態をしらべ,以下の結論を得た.
相平衝:
Fe-Ni-Mo3元系の800℃以上において,γ-Feと平衡する相はFe_2Mo(λ)ではなくFe_7Mo_6(μ)相であり,μは微細均一に析出する.この系におけるγ/λ平衡は低温側において遷移包析型反応(α+μ→γ+λ)が生じる場合に限られる.
Fe-Ni-Zr 3元系において,NiはFe_2Zr(C15)のFeサイトに20at%以上固溶し,広いγ/C15 2相領域を示す.しかし,γ相中へのZrの固溶量は0.1%以下と非常に小さい.なお,合金中の酸素量が多い場合には準安定なFe_<23>Zr_6相が現れる.また,Fe-20Ni-Nb-Zr4元系において,ZrはC14のε-Fe_2Nb中へはNbサイトの75%以上まで置換型に固溶するが,C15のFe_2Zr中へのNbの固溶量は数%以下と小さい.
Laves相の析出制御:
Fe-20Ni-Nb-Zr4元系において,ε相のc/a比はZrの固溶に伴い増加し,Nbサイトの約4割まで置換すると理想値1.633となる.また,このc/a比が理想値に近づくと,γ母相中に析出するε相の析出形態は等方的となり,且つ,微細になる.
以上の結果から,γ母相中に析出するε-Fe_2Nbの析出形態は,固溶元素がFe及びNbいずれのサイトに置換してもそのc/a比に強く依存することを実験的に明らかにし,置換サイトを考慮したε-Fe_2Nbを強化相とするオーステナイト系耐熱鋼の設計手法を提案した.また,Feサイトに置換するNiとCr,及びNbサイトに置換するZrを利用してε相の吻比が理想値となるFe-Ni-Cr-Nb-Zr 5元系合金を提案した.

  • Research Products

    (6 results)

All 2005 2004

All Journal Article (6 results)

  • [Journal Article] Phase Equilibria and Lattice Parameters of Fe_2Nb Laves Phase in Fe-Ni-Nb Ternary System at Elevated Temperatures2005

    • Author(s)
      M.Takeyama
    • Journal Title

      Materials Research Society (In press)

  • [Journal Article] Fe-Mo-Ni3元系の1173Kにおけるα-Fe(A2),γ-Fe(Al),λ-Fe_2Mo(C14)相間の相平衡2005

    • Author(s)
      石川茂浩
    • Journal Title

      学振 耐熱金属材料第123委員会 研究報告 46-1

      Pages: 25-32

  • [Journal Article] Fe-Ni-Nb3元系におけるγ-Fe/Fe_2Nb相間の相平衡とFe_2Nb相の結晶構造2004

    • Author(s)
      五味伸幸
    • Journal Title

      学振 耐熱金属材料第123委員会 研究報告 45-2

      Pages: 157-166

  • [Journal Article] Fe-Ni-Nb-Zr 4元系におけるγ-Fe/Laves相間の相平衡2004

    • Author(s)
      五味伸幸
    • Journal Title

      日本金属学会講演概要 135

      Pages: 203

  • [Journal Article] Alloying Effect on Stability of Multi-variant Structure on Ni_3V at Elevated Temperatures2004

    • Author(s)
      A.Suzuki
    • Journal Title

      Intermetallics 12

      Pages: 969-975

  • [Journal Article] Microstructure Control on Ni-Base Superalloys with High Volume Fraction of DO_22 Compound2004

    • Author(s)
      A.Suzuki
    • Journal Title

      Superalloys 2004

      Pages: 115-124

URL: 

Published: 2006-07-12   Modified: 2016-04-21  

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