| 研究概要 |
少量のTi_3Al相を含むTiAl二相合金は新しい軽量耐熱材料として、近年、集中的に研究されている。その主構成相であるTiAl相が単相合金として得られると考えられているTi-56at.%Alの組成の合金の電子回折図形にそのL1_0型構造では説明の付かない散漫散乱が観察される。この散漫散乱は<001〕,<100〕,<111〕,<211〕入射の回折図形には観察されるが、<110〕,<011〕,<112〕入射の回折図形には存在しない。当初、散漫散乱は、不純物として存在する酸素と深く関係しているのではないかと考えていたが、Ti-56at.%Al合金につき酸素濃度が300,500,800wt.ppmの試料を用意し、その散漫散乱の強度を比較したが、ほとんど酸素濃度には依存しないことが明らかとなった。しかし、散漫散乱の強度は明らかにAl濃度に依存する。Ti-53at.%Al以下のAl濃度のTiAl合金では散漫散乱は観察されないが、Ti-54at.%Al以上のAl濃度を有するTiAl合金で散漫散乱が観察され、その強度はAl濃度の増加とともに増大した。この散漫散乱の位置および強度の三次元分布を解析した結果、散漫散乱はAl_2Ti相の析出によるという結論を得た。散漫散乱が観察される<100〕方向から高分解能電子顕微鏡観察を行うと、Al_2Ti相と考えられる微細なドメインが所々に形成されているのが観察された。このAl_2Ti相と考えられるドメインの体積分率は、Al濃度増加とともに増大し、散漫散乱の強度のAl濃度依存性と良い一致を示した。この散漫散乱は、1000℃での焼鈍でも消失しない。従って、Ti-54at.%Alという組成はすでにTiAl/Al_2Ti二相領域にあり、TiAl単相合金が得られる組成範囲は、従来考えられていたものよりかなり小さいと結論できる。
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