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Ni基超耐熱合金におけるL12型化合物の安定性に関する熱力学的解析

研究課題

研究課題/領域番号 61550516
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

石田 清仁  東北大学, 工学部, 助教授 (20151368)

研究分担者 西沢 泰二  東北大学, 工学部, 教授 (60005212)
研究期間 (年度) 1986 – 1987
研究課題ステータス 完了 (1987年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1987年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1986年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
キーワード相平衡 / 耐熱合金 / 状態図 / L12構造 / 拡散対 / 熱力学 / Ni基合金 / 規則相 / 分配係数 / L【1_2】構造
研究概要

Ni基超耐熱合金は, fccの不規則γ相に規則相Ll2構造のγ'相Ni_3(Al, Ti)が微細に分散した組織であるので, γ'相の体積分率とその組成によって, 高温強度が大きく支配される. 本研究は, Ni基超耐熱合金におけるγ相とγ'相の安定性を明らかにするために, 拡散対法を用いて合金元素の両相への相互溶解度を分配挙動を測定し, さらに熱力学的解析を行い次の結果を得た.
1.Ni-Al, Ni-TiならびにNi-Al-Ti系のNi側の相平衡の決定
Ni基耐熱合金の基本系であるNi-Al, Ni-TiおよびNi-Al-Ti系のγ, γ'とη相間の相平衡を測定した結果, (1)Ni-Al2元系のγ/γ'平衡は, 特にγ'側の相境界線が従来と異なり, 温度とともに変化する. (2)Ni-Ti2元系のη相は, 従来化学量論的な化合物と考えられていたが, ある程度の組成巾を有する. (3)Ni-Al-Ti3元系におるγ'相中にはTiはかなり固溶するが, η相に対するAlの固溶度は小さい事がわかった.
2.Ni基合金のγ相とγ'相に対する合金元素の分配挙動
拡散対法によって900〜1300°Cの温度範囲におけるγ相とγ'相への合金元素の分配を測定した結果, (1)Nb, V, Si, Ti, Taの各元素は, γ相よりもγ'へ多く分配しγ'相を安定にする. (2)Cu, Co, Cr, Fe, Mnの各元素は, γ相へ多く濃縮してγ相を安定にする. (3)MoとWは, 低濃度ではγ'相を, 高濃度ではγ相を安定し, 分配系数の濃度依存性が大きい. (4)各元素の分配係数は, アレニウス型の温度依存性を有する.
3.Ni基合金のγ相とμ相に対する合金元素の分配挙動
Ni基耐熱合金における有害なη相Ni_3Tiへの合金元素の分配を測定した結果Ta以外のすべての元素は, γ相により多く濃縮してγ相を安定化する事がわかった. これよりγ'→η相への変態を抑制する元素としと, Nb, V, Si, W, Moなどが有効な元素である.

報告書

(2件)
  • 1987 研究成果報告書概要
  • 1986 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (10件)

  • [文献書誌] Cheng-Chang Jia: Metallurgical Transactions,A.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1987 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Ishida: Metallurgical Transactions,A.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1987 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Cheng-Chang Jia: Metallurgical Transactions,A.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1987 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Ishida: Metallurgical Transactions,A.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1987 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Cheng-Chang Jia: "Phase Equilibria in the Ni-Al, Ni-Ti and Ni-Al-Ti Systems" Metallurgical Transaction, A.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1987 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Ishida: "Partition of Alloying Elements between <gamma> and <gamma>' Phases in the Ni-Al Alloys" Metallurgical Transactions, A.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1987 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Cheng-Chang Jia: "Partion of Alloying Elements between <gamma> and <eat> Phases in the Ni-Ti Alloys" Metallurgical Transaction, A.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1987 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Ishida: "Thermodynamic Analysis of <gamma>/<gamma>' Phase Equilibria in the Ni-Al-X Ternary Alloys" Metallurgical Transactions, A.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1987 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Cheng-Chang Jia: Metallurgical Transaction.

    • 関連する報告書
      1986 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ishida: Metallurgical Transaction.

    • 関連する報告書
      1986 実績報告書

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公開日: 1987-03-31   更新日: 2016-04-21  

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