組織制御された金属間化合物中の格子欠陥の構造と挙動

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06402050
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 根本 実 九州大学, 工学部, 教授 (90005265)
• 研究分担者: 堀田 善治 九州大学, 工学部, 助教授 (20173643)
• キーワード: 金属間化合物 / 組織制御 / 析出強化 / 格子欠陥 / 拡散 / クリープ / 転位 / 電子顕微鏡

研究概要

Ni_3AI(L1_2),NiAl(B2)およびTiAl(L1_0)などの金属間化合物中の拡散,異相界面構造,相分離過程とそれにより形成された多相組織中での転位の挙動を,主として電子顕微鏡により解析した.Ni_3(Al,Ti)系およびCo_3Ti系では,母相中に不規則fcc相が母相と整合に微細に分散し,塑性変形中に運動する超転位は不規則相中に引き寄せられ内部で分解拡張する.析出相内部から転位を引き出すには余分の力を必要とし,結果として強度がすべての温度範囲にわたって上昇する.この相互作用によりクリープ変形に対するしきい応力が現れ,クリープ強度が著しく上昇する.
TiAl(L1_0)では炭化物と窒化物が,母相の一方向のみに針状に析出し,析出物の内部に,空孔と炭素・窒素原子の長周期規則構造が形成され,規則構造の変化により析出物の形態が変化する.TiAl(L1_0)の高温変形中に転位は炭化物・窒化物をバイパスし,このため高温強度が大幅に増大する.B2型金属間化合物のNiAl-Ni_2AlTi系,NiAI-Ni_2AlHfおよびNiTi-Ni_2AlTi系でも,格子ミスフィット,弾性異方性,逆位相境界エネルギー,化学量論組成からのずれなどにより析出相の形態と時効硬化性が大幅に変化し,金属間化合物中に別の構造の金属間化合物が析出すると変形中にいわゆる超格子転位が形成され,時効の初期段階での塑性変形ではすべりが集中し,すべり帯内で析出粒子が溶解消失する場合がある.NiAl中におけるCr析出相の成長速度は化学量論組成からのずれにきわめて大きく依存する.この研究により金属間化合物に特有の拡散,相分離,格子欠陥挙動などが多数見いだされた.

研究成果

• [文献書誌] M.Watanabe: "Interfacial Structure and Composition in Ni/Ni_3Al Diffusion Couples" Trans.Mat.Res.Soc.Jpn.16・B. 1429-1432 (1994)
• [文献書誌] M.Watanabe: "Application of Analytical Electron Microscopy to Determination of Mass Absorption Coefficient for Low Energy X-ray Line" ICEM-13. 605-606 (1994)
• [文献書誌] M.Watanabe: "Electron Microscopy Study of Ni/Ni_3Al Diffusion-Couple Interface.I.Microstructural Observation and Microchemical Analysis" Acta metall.mater.42・10. 3381-3387 (1994)
• [文献書誌] M.Watanabe: "Electron Microscopy Study of Ni/Ni_3Al Diffusion-Couple Interface. II.Diffusivity Measurement" Acta metall.mater.42・10. 3389-3396 (1994)
• [文献書誌] M.Nemoto: "Phase Decomposition and Deformation of L1_2-ordered Co-rich Co_3Ti" Mater.Res.Soc.Symp.Proc.364. 849-854 (1994)
• [文献書誌] W.H.Tian: "Strengthening of γ-TiAl by Carbide and Nitride Precipitation" Proc.Int.Symp.on Gamma Titanium Aluminides. 689-696 (1995)
• [文献書誌] 大石敬一郎: "NiAl-NiTi擬二元系合金における相分離と硬化" 日本金属学会誌. 60・3. 239-246 (1996)
• [文献書誌] W.H.Tian: "Precipitation of Ni_2Al in B2-ordered Ni(Al,Ta)" Proc.6th Asia-Pacific Conf.on Electron Microscopy. 277-278 (1996)
• [文献書誌] M.Watanabe: "Quantitative X-ray Microanalysis and Thickness Determination Using ζ-Factor" Proc.Microscopy and Microanalysis 1996. 580-581 (1996)
• [文献書誌] M.Watanabe: "Absorption Correction and Thickness Determination Using the ζ-Factor in Quantitative X-ray Microanalysis" Ultramicroscopy. 65・12. 187-198 (1996)
• [文献書誌] M.Watanabe: "Analytical Electron Microscopy Study of Diffusion-Bonded Multiphase System" Interface Science. 4・1. 229-241 (1997)
• [文献書誌] K.Oh-ishi: "Lattice Misfit in a Pseudobinary NiAl(β_1)-Ni_2AlTi(H)-NiTi(β_2)System" Materials Transactions JIM. 38(印刷中). (1997)
• [文献書誌] 大石敬一郎: "β-NiAl中におけるL2_1-Ni_2AlHf相の析出" 日本金属学会誌. 61・2(印刷中). (1997)
• [文献書誌] W.H.Tian: "Mechanical Properties and Deformation Induced MIcrostructure of LI_2-ordewred Ni_3(Al,Cr)Containing Fine Dispersion of M_<23>C_6 Carbide" Intermetallics. 5・3. 195-201 (1997)
• [文献書誌] W.H.Tian: "Effect of Carbon Addition on the microstructures and Mechanical Properties of γ-TiAl Alloys" Intermetallics. 5・3. 237-244 (1997)
• [文献書誌] Y.Ootoshi: "Orientation Relationship in Ni/Ni_3X(X=Al,Si,Ga,Ge)Diffusion-Couple Interface" Proc.Int.Symp.on Interface Sci.and Mater.Interc.