2020 Fiscal Year Annual Research Report
Alフリー高強度Ni基耐熱合金の創成―六方（斜方）晶系金属間化合物の析出制御
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18H01731
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
小林 覚 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (60455847)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 組織制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該研究では、ジェットエンジンや発電プラント用ガスタービンの高温化と製造性を両立する新たなAlフリー高強度Ni基耐熱鍛造合金の創成を目指し、熱的に安定なNi3M金属間化合物相（η-Ni3Ti(六方晶系)およびδ-Ni3(Nb, Mo)(斜方晶系)）のγ-Ni（fcc）固溶体相との格子ミスフィット制御とそれによる析出制御基盤技術を構築する。
当該年度では、①Ni-Cr-Fe-Nb系におけるδ相の析出形態に及ぼすδ／γ2相間の格子ミスフィットの効果の評価、②η／γおよびδ／η2相間の高温における格子ミスフィットの評価・検証と析出制御を実施した。
①では、δ／γ2相間の格子ミスフィットの異なるNi-Cr-Fe-Nb系合金において、δ相の析出形態・速度に及ぼす同格子ミスフィットの効果を実験的に調べ、Ni-Cr-Fe-Nb系へのMoの添加は δ／γ2相間の格子ミスフィットを低下させ、δ相の析出モードは不連続析出に対して連続析出が優勢になること、母相析出相間の格子ミスフィット変化による連続析出／不連続析出の競合は，母相／析出相間の界面・弾性歪エネルギーにより説明され、連続析出／不連続析出を支配する因子として化学的駆動力および粒界の易動度等の因子も重要となることを確認した。
②では、Ni-Ti系合金におけるη／γ2相間の格子ミスフィットを、室温X線回折と単相合金の熱膨張測定の組み合わせにより評価する手法および2相合金の高温X線測定により調べ、同合金におけるη／γ2相間の格子ミスフィットは温度上昇に伴い低下し、析出の生じる温度（800℃）では、Moの添加に依らず室温に比べて0.6%程度低下することを明らかにした。また、格子ミスフィットを低減させた合金では、六方晶系金属間化合物が板状に連続析出した組織は高温で優れた組織安定性を示し、耐熱合金設計における格子ミスフィット低減化の重要性を確認した。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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