Interfacial control of Co-based superalloy for new forging process
| Project/Area Number |
18H01742
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 26050:Material processing and microstructure control-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
及川 勝成 東北大学, 工学研究科, 教授 (70356608)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上島 伸文 東北大学, 工学研究科, 助教 (10733131)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2018: ¥11,050,000 (Direct Cost: ¥8,500,000、Indirect Cost: ¥2,550,000)
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| Keywords | 超合金 / 熱間鍛造 / 組織制御 / シミュレーション / 再結晶 / 粒成長 / Co基合金 / 塑性加工 / ミクロ組織制御 / 鍛造 / Co基超合金 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Co-Al-W系超合金のγ母相中γ’整合’析出物の成長挙動の理論解析と高温における動的再結晶挙動に関する実験的な検討を行った．Co-9Al-10W合金を高周波溶解で作製し，溶体化後，円柱状試料を切り出しTHERMECMASTERで900-1000℃の間で熱間鍛造を行い，流動応力曲線を取得するとともに，ミクロ組織の観察をおこなった．
熱間加工の結果，試料が均一に変形せず，不均一に変形してしまった．また，動的再結晶による応力の低下はみられたが，僅かであった．ミクロ組織を観察したところ，γ母相の結晶粒径が数百ミクロンと非常に粗大になっており，殆どが未再結晶粒であった．一方，結晶粒界には動的再結晶により生成したと考えられる微細な母相が観察された．このことは，試料が不均一変形したのは，結晶粒が粗大すぎて機械的性質に大きな異方性がでてしまったためと考えられる．一方で，旧粒界状に微細再結晶粒が析出していることは，この温度域で，動的な不連続再結晶を示すことを意味している．そのため，母相結晶粒径を一定のサイズまで小さくすれば，動的再結晶がり顕著に得られると考えられる．一方，析出物挙動の理論解析では，成長速度定数をLSWモデルとKuehman-Voorheesモデルを使って比較した結果，Kuehman-Voorheesモデルをつかって解析したほうが，多元系の効果が取り入れられるため，実験で得られた速度定数と一致した．析出物の分布関数については，950℃以上ではLSW理論と一致したが，900℃では，MLSW理論と一致した．このことは，900℃以下では，析出物の体積分率の影響が無視できないことを示唆している．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究はCo基超合金中でのγ’相の析出状態制御することで，その熱間加工性の制御を行うことを目標としている．本年度の成果により，γ’相のサイズと形状制御がするための理論解析解析から熱処理条件を予測することが可能となった．また，動的再結晶を生じるための条件も明らかになりつつある．
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| Strategy for Future Research Activity |
Co基超合金の母相粒径およびγ’相のサイズ，形態を制御し，それらが流動応力および再結晶挙動に及ぼす影響を明らかにする．そのため，様々な時間で900℃から1000℃間で熱処理した試料に対して，温度と歪み速度を変えた圧縮試験を行う．得られた圧縮試験片の組織をSEM-EBSDやTEMで評価することで，再結晶化メカニズムなどを評価する．また，数式モデルを用いて，再結晶率などを定量的に評価し，γ’相の非整合化に必要なパラメータを明確にする．
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Report
(2 results)
Research Products
(4 results)
