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チタンアルミナイド軽量耐熱材料のクリープ強化機構と材料設計

研究課題

研究課題/領域番号 03650564
研究種目

一般研究(C)

配分区分補助金
研究分野 金属材料
研究機関東北大学

研究代表者

丸山 公一  東北大学, 工学部, 助教授 (90108465)

研究分担者 及川 洪  東北大学, 工学部, 教授 (30005243)
研究期間 (年度) 1991 – 1992
研究課題ステータス 完了 (1992年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
1992年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
1991年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードチタンアルミナイド / 金属間化合物 / 耐熱材料 / クリープ変形 / 変形機構 / 動的再結晶 / クリープ構成式 / 材料設計 / クリ-プ変形 / クリ-ブ構成式
研究概要

チタンアルミナイド軽量耐熱材料の強化機構を解明し、その成果を耐熱材料設計に発展させることを目的として研究を行い、次の成果を得た。
1.チタンアルミナイドの高温変形
γTiAlは、応力レベルによって3つの機構で変形する。高応力域では動的再結晶が変形を律速し、低応力域では転位運動自体が変形を律速する。γTiAl中の転位は強い異方性をもった特異な形状を示し、このことがこの材料の高い高温強度と密接に関係している。また、α-Ti固溶体合金、α_2-Ti_3Alおよびγ-TiAlの相対強度を温度・ひずみ速度の関数として定量化した。
2.θ法の発展
高温材料の複雑な挙動を解析しまた高温で長時間使用される条件での挙動を精度よく推定するには、その手段が必要である。本研究では、その手段として、非定常クリープ構成式(θ法)を発展させた。この構成式を用いると、実用材料の複雑な挙動が単純明快に理解できること、長時間挙動が精度よく評価できることなどを明らかにした。また、クリープ構成式の物理的意義付けも行った。
3.断熱材料設計の概念
θ法でクリープ試験結果を解析すると3つの材料定数が得られる。その成果を耐熱材料設計に応用するには、2つのことを解決しておく必要がある。1)材料定数と向上すべき高温強度特性の関係。2)材料定数の金属学的制御手法。θ法の材料定数と強度特性の関係を明らかにした。また金属学的因子(拡散係数、結晶粒径、粒子、転位組織)が各材料定数に及ぼす影響を検討し、材料定数の制御方針を明らかにした。

報告書

(3件)
  • 1992 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1991 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (22件)

  • [文献書誌] 丸山 公一: "改良θ法のクリープ構成式の物理的説明" 日本金属学会誌. 55. 1189-1193 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. MARUYAMA: "Different Origins of grain-size and Composition effects on creep in TiAl" Materials Science and Engineering. A. 153. 433-437 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 丸山 公一: "クリープ曲線データ解析に基づく耐熱合金設訂の概念" 鉄と鋼. 78. 1617-1623 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.ISHIKAWA: "Three regions in the Power-law creep regime of TiAl" Materals Transactions JIM. 33. 1182-1184 (1992)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 丸山 公一: "応力破断時間線図の領域区分によるクリープ破断寿命評価の改善" 鉄と鋼. 79. 219-226 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.MARUYAMA: "Comparative creep properties of single-phase intermetallics of the Ti-Al systeM" High-Temperature Ordered Intermetallic Allogs-V. (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Maruyama and H. Oikawa: "A physical explanation for the constitutive creep equation of the modified theta concept" J. Jpn. Inst. Metals. 55-11. 1189-1193 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Maruyama, T.Takahashi and H.Oikawa: "Different origins of grain-size and composition effects on creep in TiAl" Mater. Sci. Eng. A,. 153-1. 433-437 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Maruyama: "High temperature alloy design based on creep curve data" J. Iron Steel Inst. Japan. 78-10. 1617-1623 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Ishikawa, K.Maruyama and H. Oikawa: "Three Regions in the Power-Law Creep Regime of TiAl" Mater. Trans. JIM. 33-12. 1182-1184 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Maruyama: "An improved evaluation of creep rupture life by stress rupture map zoning" J. Iron Steel Inst. Japan. 79-2. 219-226 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Maruyama and H.Oikawa: "Comparative Creep Properties of Single-Phase Intermetallics of the Ti-Al System" High-Temperature Ordered Intermetallic Alloys-V. (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Maruyama: "Different origins of grain oize and composition effects on creep in TiAl" Materials Science and Engineering. A153. 433-437 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 丸山 公一: "クリープ曲線データ解析に基づく耐熱合金設計の概念" 鉄と鋼. 78. 1617-1623 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Isikawa: "Three regions in the power-Law creep regime in TiAl" Materals Transactions,JIM. 33. 1182-1184 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] H.Oikawa: "Prediction of long-term creep curves" Fusion Engineering and design. 19. 321-328 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] H.Oikawa: "Constitutive creep equation of the modified thete concept:physical basis and its application to alloy design." Modelling of Plastic Deformation and its Engineering Applications. 79-92 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] K.Maruyama.: "Comparative Creep Properties of single-phase intermetallics of the Ti-Al system" High-Temperature Ordered Intermetallic Allogs-V. (1993)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 丸山 公一,及川 洪: "θ法とその耐熱合金設計への応用" 日本学術振興会第123委員会報告. 32. 201-207 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 石川 幸雄,丸山 公一,及川 洪: "TiAlのクリ-プ変形における転位組織変化とクリ-プ速度" 日本学術振興会第123委員会報告. 32. 313-321 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 丸山 公一,及川 洪: "改良θ法のクリ-プ構成式の物理的説明" 日本金属学会誌. 55. 1189-1193 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] K.Maruyama,T.Takahashi H.Oikawa: "DiHereut Origins of GrainーSize and Composition EHects on Creep in TiAl" Materials Science and Engineering. A152. (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書

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公開日: 1991-04-01   更新日: 2016-04-21  

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