γ-TiAl合金の組織形成と組織制御

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04239210
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 菊池 實 東京工業大学, 工学部, 教授 (30089817)
• キーワード: γ-TiAl合金 / α(α_2)相マルテンサイト組織 / α(α_2)相マッシブ組織 / γ / α(α_2)層状組織 / Nb添加γ-TiAl合金 / α / β(B2) / γ3相3角形 / Ti-Al-Nb系等温断面図 / Ti-Al-Nb系10at%Nb縦断面図

研究概要

(I)新しい組織の発現とその組織制御法の開発:(1-1)「β相を初期組織とする合金の室温組織に及ぼす冷却速度の影響」Ti-40、42at%Al合金を用いて、この組成合金をβ単相域から数種類の冷却速度で室温まで冷却して、冷却速度が大きい場合(氷塩水中焼入れ)はα(α_2)相マルテンサイト組織が、通常の焼入れ速度の場合はα(α_2)相マッシブ組織が得られることを明らかにした。(1-2)「β相を初期組織とする合金で得られた室温組織の高温における相分解挙動」(1-1)で得られた単相組織を1273K付近の高温で時効すると、γ相が板状に析出するが、初期α(α_2)相結晶粒が数-数+μmの亜結晶に分割されているので、同じ方向にγ相板が規則正しく配列したγ/α(α_2)層状組織の領域も亜結晶粒の大きさに限定される。
(II)Nb添加γ-TiAl合金の組織形成と組織制御:(2-1)「α/β(B2)/γ相平衡に及ぼすNb添加の影響」TiとAlの原子比が1:1の合金にNbを10および20at%添加した合金を溶製し、1473-1623Kの温度領域で平衡化試料を作製した。1473Kにおいてはα/β(B2)/γおよびβ(B2)/γ/σの2種類の3相3角形を決定し、Ti/Alが1付近の組成にNbを添加した場合の平衡関係を明らかにし、Perepezkoが提唱したT2相は存在しないことを明らかにした。また、1473K以上の温度における平衡関係から、特にα/β(B2)/γ3相3角形の位置の温度上昇に伴う変化に着目して、Nb濃度が10at%一定の縦断面図を初めて明らかにした。この図から、Ti-Al2元合金系では困難であったβ相を利用した組織制御の可能性が読み取れる。

研究成果

• [文献書誌] Yoko YAMABE Makoto KIKUCHI: "Distribution of Variants in γ-Plates in Primary γ/α_2 Lamellar Microstructure of a Ti-40at% Al Alloy" Mater.Sci.Eng.
• [文献書誌] Hideyuki NAKAMURA,Masao TAKEYAMA,Yoko YAMABE,Makoto KIKUCHI: "Phase Equilibria in TiAl Alloys Containing 10 and 20 at%Nb at 1473 K" Scripta Metall.Mater.
• [文献書誌] 山辺 容子,菊池 實: "γTiAl合金におけるα_2相ドメインとγ相板ドメインの関係" 日本金属学会春期大会講演概要. 319 (1992)
• [文献書誌] 竹本 雅野,中村 森彦,菊池 實: "Ti-Al-Nb3元系金属間化合物の組織と相安定性" 日本金属学会春期大会講演概要. 321 (1992)
• [文献書誌] 山辺 容子,谷村 誠,井上 靖秀,菊池 實: "γTiAl合金におけるγ板の厚さ成長" 日本金属学会秋期大会講演概要. 274 (1992)