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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

研究課題

研究課題/領域番号 18H01731
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分26040:構造材料および機能材料関連
研究機関東京工業大学

研究代表者

小林 覚  東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (60455847)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2020年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2019年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2018年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
キーワード組織制御 / 耐熱合金 / 格子ミスフィット / 耐熱金属材料 / Ni基耐熱合金
研究成果の概要

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相(η-Ni3Ti(六方晶系)およびδ-Ni3Nb(斜方晶系))のγ-Ni(fcc)固溶体相間の格子ミスフィットと析出形態の関係を調べ,以下の知見を得た:①Ni-Cr-Mo-Ti系およびNi-Cr-Mo-Nb系におけるγ/ηおよびγ/δ2相間の格子ミスフィットは析出の生じる高温域において組成制御可能である。②両相の析出形態の支配因子として,母相/析出相間の界面・弾性歪エネルギーの他,化学的駆動力および粒界の易動度等の因子が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本課題により得られる成果は、母相/析出相間の格子ミスフィットと析出モード,析出形態,及び析出物の安定性の関係に関する金属物理学の学問領域の理解に貢献するとともに耐熱材料全般の強化基盤技術の深化を促し,従来使用されているNi基鍛造合金の強度設計手法・寿命評価法の向上を通じてジェットエンジンや発電プラント用ガスタービン等の熱機関の高効率化・長寿命化・省資源化に貢献する。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Ni基合金におけるNi3M(M: Ti, Nb)相の析出形態に及ぼす合金元素の効果2021

    • 著者名/発表者名
      岡本真幸、小林覚、竹山雅夫
    • 雑誌名

      学振123委員会研究報告

      巻: 62 ページ: 61-71

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Alloying effects on the competition between discontinuous precipitation versus continuous precipitation of delta/eta phases in model Ni-based superalloys2020

    • 著者名/発表者名
      Satoru Kobayashi, Tomoki Otsuka, Rikuryo Watanabe, Kyosuke Sgitani, Masaki Okamoto, Kako Tokutomi
    • 雑誌名

      Superalloys 2020

      巻: XX

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ni 基合金におけるη-Ni3Ti 相の析出挙動に及ぼす合金元素の効果2020

    • 著者名/発表者名
      岡本真幸,鷺谷亨輔,小林覚,竹山雅夫
    • 雑誌名

      学振123委員会研究報告

      巻: 61

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] γ’’ 強化型Ni 基合金における組織形成に及ぼす合金元素の効果2020

    • 著者名/発表者名
      鷺谷亨輔,小林覚,竹山雅夫,佐藤順,伊達正芳
    • 雑誌名

      学振123委員会研究報告

      巻: 61

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 複合拡散対法を用いたNi-Cr-Ti-Mo4元合金におけるγ-Ni/η-Ni3Ti相間の相平衡の決定と格子ミスフィットの評価2019

    • 著者名/発表者名
      渡邊六龍、岡本真幸、鷺谷享輔、小林覚
    • 雑誌名

      耐熱金属材料第123委員会研究報告

      巻: 60

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Ni基合金におけるNi3M(M: Ti, Nb)相の析出形態に及ぼす合金元素の効果2021

    • 著者名/発表者名
      岡本真幸,小林覚,竹山雅夫
    • 学会等名
      学振123委員会研究報告会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Alloying effects on the competition between discontinuous precipitation versus continuous precipitation of delta/eta phases in model Ni-based superalloys2021

    • 著者名/発表者名
      小林覚
    • 学会等名
      Superalloys2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ni 基合金におけるη-Ni3Ti 相の析出挙動に及ぼす合金元素の効果2020

    • 著者名/発表者名
      岡本真幸,鷺谷亨輔,小林覚,竹山雅夫
    • 学会等名
      学振123委員会研究報告
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] γ’’ 強化型Ni 基合金における組織形成に及ぼす合金元素の効果2020

    • 著者名/発表者名
      鷺谷亨輔,小林覚,竹山雅夫,佐藤順,伊達正芳
    • 学会等名
      学振123委員会研究報告
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Effects of Mo additino on γ-Ni/η-Ni3Ti lattice mismatch in Ni-base alloys2019

    • 著者名/発表者名
      Satoru Kobayashi
    • 学会等名
      TMS annual meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [産業財産権] Ni基耐熱合金2020

    • 発明者名
      小林覚
    • 権利者名
      小林覚
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 取得年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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