| 研究概要 |
Ni基超耐熱合金は、fccの不規則γ相にL1_2構造の規則相γ'(Ni_3Al)が微細に分散した組織で構成されている。またB2構造のβ(NiAl)規則相は、優れた耐酸化性を示すので、Ni基耐熱合金が厳しい腐食環境下で使用される場合には表面にβ相をコ-ティングする処理が行なわれている。この様に、NiーAl系のγ、γ'およびβ相は実用的にも極めて重要であるので、これらの相に対する合金元素の影響を明らかにする事は、Ni基超耐熱合金の合金設計を行なう場合の基礎資料として不可欠である。本研究は、以上の状況に鑑み、Ni-Al系のγ/γ'/β平衡に対する合金元素の影響を、実験的に決定するとともに熱力学的解析を行ない、次の結果を得た。
1.Ni-Al元系のγ、γ'、β相平衡の熱力学的解析 γ相の自由エネルギ-は正則溶体近似、γ'及びβ相に対しては、副格子モデルを適用して、相平衡の計算を行なった。その結果、γ'/γ+γ'の相境界線は低温程高Al側に移行し、逆行溶解度を示す事がわかった。
2.Ni-Al-X3元系のγ/γ'/β平衡の決定
Ni-Al-X(X:Si,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Cu,Mo,V,Ta,W)3元系のγ/γ'/β相平衡を拡散対法で測定した。その結果、合金元素の各相への分配挙動は、6つに分類される事がわかった。γ'相を一番安定にする元素は、Cu,Co,Fe,Crであり、γ'相は、Mo,W,V,Ti,Mo,Ta,Siの添加によって安定化される。またMnは、β相を一番安定にする。
3.Ni-Al-X(X:Fe,Cr,Ti,Mn)3元系の相平衡の熱力学的解析
γ、γ'、β相の関与する相平衡を熱力学的に解析し、安定状態図だけでなく準安定状態図の計算を行なった。これらのデ-タは、Ni基超耐熱合金の合金設計に有用であると考えられる。
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