TiAl/Ti_3Al DS(一方向性凝固)材の開発

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06555203
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 山口 正治 京都大学, 工学部, 教授 (90029108)
• 研究分担者: 乾 晴行 京都大学, 工学部, 助手 (30213135)
• キーワード: 金属間化合物 / TiAl / 一方向凝固 / ラメラ組織 / 脆性 / 延性

研究概要

TiAlを通常の溶解凝固プロセスによって製造すれば、層状のTiAlとTi_3Al相からなる層状組織(以後:ラメラ組織と略称する)のインゴットが得られる。このラメラ組織は、破壊靱性、疲労強度、高温クリープ強度に優れ、TiAlを軽量高温材料として実用化するために極めて重要であるが、ただ残念なことに常温における延性に乏しい。脆さの原因は、ラメラ組織の境界に垂直に応力がかかるとラメラ組織の境界で剥離が起こり易いことにある。我々のグループで育成した単一のラメラ方位を持つ単結晶状インゴットを用いてラメラ組織の力学的性質はラメラ方位に対して極めて異方的であり、ラメラ組織境界に垂直に応力がかかれば確かに脆いが(脆性方位)、ラメラ組織境界に平行な引張応力に対して、高強度かつ高延性である(延性方位)ことを明らかにした。そこで、TiAlのDSプロセス(一方向凝固プロセス)の開発に取り組み、ほぼ、いかなる凝固条件のもとで延性方位のDS材が得られるのかを明らかにしつつある。引き続き、DS条件の適正範囲を広げ、ラメラ境界と結晶成長軸の角度の許容範囲を大きくするため、ラメラ境界に垂直に引張応力がかかった場合(脆性方位)のラメラ組織の脆性を緩和することが必要である。そのために、今後α相とγ相の塑性不適合を軽減するための研究を行う。

研究成果

• [文献書誌] M.Yamaguchi: "Environmental Embrittlement of PST TiAl" Trans.Mater.Res.Soc.Japan. 13B. 61-73 (1994)
• [文献書誌] H.Inui: "Deformation of Ti-36.5at.%Al" Philosophical Magazine A 1994. 69. 1161-1177 (1994)
• [文献書誌] M.Yamaguchi: "Mechanical Properties of TiAl" J.Mater.Sce.Technol.10. (1994)
• [文献書誌] K.Ito: "Plastic Deformation of CoSi_2" Acta metall.mater.42. 1261-1271 (1994)
• [文献書誌] J.Kawai: "Chemical Effects on Ti X-ray Fluorescene Spectra" Analyst. 119. 601-603 (1994)
• [文献書誌] Y.Shirai: "Vacancies in Al_<67>Mn_8Ti_<25>" Intermetallics. 2. 221-224 (1994)
• [文献書誌] M.Yamaguchi: "Intermetallic Compounds" J.H.Westbrook and R.L.Fleischer ed.Wiley, 147-174 (1995)
• [文献書誌] M.Yamaguchi: "Physical Metallurgy and Processing of Intermetallic Compounds" N.S.Stoloff and V.K.Sikka ed.Chapman & Hall(in press),