メカニカルアロイング法による非晶質粒子分散合金の創製に関する研究

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63550542
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: 菅又 信 日本大学, 生産工学部, 教授 (90059600)
• Keywords: メカニカルアロイング / 非晶質 / 分散強化材料 / 合金粉末 / 金属間化合物 / 粉末冶金材料

Research Abstract

純アルミニウム粉末と金属間化合物粉末の混合粉末を、高エネルギ-ボ-ルミル中でメカニカルアロイング(MA)処理した。金属間化合物はアルミニウムと遷移金属の平衡相である。MnAl_6,CrAl_7,Co_2Al_9,FeNiAl_9とし、均質化処理したア-ク溶解ボタンを砕いた粉末を純アルミニウム粉末に対して20at%の割合で添加した。MA処理は100時間まで行ない、途中で少量取出した粉末についても諸性質をしらべ、MA化の過程を明らかにした。
MA処理によって、いずれの金属間化合物も砕かれながらアルミニウム粉末中に取込まれ、100時間処理後では0.1μm以下のサイズで均一に分散していた。X線回折によると、MA粉末中の金属間化合物からの回折強度は次第に低下したが、100時間後にもごく弱い回折ピ-クが認められた。回折強度の低下の原因には、遷移金属がアルミニウム中へ固溶して金属間化合物量が減少することが考えられるが、アルミニウムの格子定数の変化はほとんど認められず、固溶量はごく少ないことがわかった。回折強度の低下のもう一つの原因である金属間化合物の非晶質化が、MA粉末の示差走査熱分析による結晶化温度の測定で明らかにされた。MA処理によって、金属間化合物の一部は非晶質相に結晶構造が変化して、結晶構造のアルミニウム中に微細に分散しているという、極めて特異な組織を有する粉末が得られた。
各MA粉末を熱間押出によってバルク材とした。熱間押出温度を金属間化合物の結晶化温度以下の573kとしたが、押出材ではいずれの化合物からの回折線も明瞭に認められ、再び結晶化した。押出材の圧縮強度は高くなり、Al-FeNiAl_9合金の0.2%耐力は605MPaに達した。押出材の強化は微細な化合物の分散強化と、細かい亜結晶粒からなる加工硬化組織によると判断した。

Research Products

• [Publications] 杉山英雄,金子純一,菅又信: "メカニカルアロイング法によるアルミニウム中の金属間化合物の非晶質化" 日本金属学会1989年秋期大会講演概要集. 486 (1989)
• [Publications] 杉山英雄,金子純一,菅又信: "メカニカルアロイング法によるAl-FeAl_3およびAl-NiAl_3合金P/M材" 軽金属学会第77回秋期大会講演概要集. 97-98 (1989)
• [Publications] 杉山英雄,金子純一,菅又信: "メカニカルアロイング法によるAl中の金属間化合物のアモルファス化" 日本金属学会分科会シンポジウム講演概要集(第I,V総合分科会). 33-36 (1990)
• [Publications] 杉山英雄,金子純一,菅又信: "アルミニウムとその金属間化合物(MnAl_6,CrAl_7,Co_2Al_9,FeNiAl_9)のメカニカルアロイング過程" 日本金属学会1990年春期大会講演概要集. (1990)
• [Publications] 杉山英雄,金子純一,菅又信: "メカニカルアロイング法によるAl/TiAl_3およびAl/ZrAl_3合金P/M材" 軽金属学会第78回春期大会講演概要集. (1990)