| 研究概要 |
アルミニウム合金をマトリックスとして,メカニカルアロイング(MA)法により作製した粒子分散複合材料は,マトリックスにきわめて微細な結晶粒組織が形成される。そのため,常温付近では高い強度を示すが,高温になると強度の低下が著しく,それとともに高延性を示す。これは,微細結晶粒のため,高温においては粒界すべりの変形への寄与が大きくなるためである。このような場合,マトリックスの結晶粒を粗大にすれば,高温域での粒界すべりの寄与が抑えられ,したがって強度低下が抑えられて,すぐれた高温強度を示す材料が期待される。本研究は,結晶粒の粗大化のために最も有効な手段と考えられる一方向焼鈍法を適用して,MA法によるTiC及びMgO粒子分散の複合材料の高温特性の改善を試みた。
まず,MA粉末からの熱間押出材を一方向焼鈍するための装置の設計製作を行った。管状抵抗炉中に押出材を一定速度で移動させながら加熱焼鈍を行う装置で,これによって600ﾟCで5η程度の加熱条件により,各試料とも完全軟化状態に達することを確認した。さらに,一方向焼鈍を行ったAl-TiC及びAl-MgOの粒子分散複合材料について,組織,集合組織,常温及び高温での機械的性質を評価した。
その結果,MA法による粒子分散複合材料においては,マトリックスの微細結晶粒組織は,Al_2O_3やAl_4C_3などの極微細分散粒子によって安定化されており,一方向焼鈍によっても結晶粒の成長粗大化は起こらないことがわかった。一方向焼鈍材は熱間押出材とほゞ同じ結晶集合組織を示しており,再結晶は起こらなかったと考えられた。したがって,一方向焼鈍による軟化は回復によるものであり,依然として微細結晶粒組織は残存していることがTEMにより観察された。機械的性質については一方向焼鈍による高温強度の改善は得られなかった。
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