粒子分散強化型Ni基超合金の超塑性機能発現による接合体創生と超高温疲労強度評価

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08650097
• 研究機関: 長岡技術科学大学
• 研究代表者: 岡崎 正和 長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (00134974)
• キーワード: ODS合金 / 拡散接合 / 接合温度 / 接合圧力 / 接合後二次再結晶処理 / 方位依存性 / 高温疲労強度 / 組織連続性

研究概要

本研究では、酸化物粒子分散強化型Ni基超合金(ODS合金)MA758の未二次再結晶材および二次再結晶材を対象として、(a)極微細結晶粒を有する未二次再結晶材の超塑性機能発現の可能性の探求、最適超塑性機能を示す加工条件の明確化、(b)(a)の機能を応用したODS合金の拡散接合技術の開発と接合体の試作、(c)試作したODS合金の最適接合接合体の超高温疲労強度評価を行った。
これより得られた主要な結果を要約すると、
(1)各種接合因子の影響について
(i)組織連続性、欠陥の有無、および硬さ分布の観点から未二次再結晶材-未二次再結晶材の組み合わせが良好である。
(ii)接合体の高温引張強度特性の観点からは、素材表面仕上げの影響はそれほど顕著ではなかった。ただし、引張破面を見ると、表面粗さが小さくなるほど界面を通した粒成長が良好で、表面粗さの小さい接合体が最良であった。
(iii)接合温度は、高温になるほど組織連続性が良好となり、本接合範囲内では1100Cが最良であった。
(iv)いずれの接合体および接合条件においても、二次再結晶処理を施すと接合界面における組織連続性が良好となった。これより接合後の二次再結晶処理は、良好な接合状態を得るのに必須である。
(v)接合圧力が高すぎると残留微細粒領域が生じ、破断伸びの低下と高温疲労強度のばらつきを引き起こす。この原因は接合部の非弾性変形の増大により起こる生じる二次再結晶の為のひずみエネルギの損失によるものである。
(2)(1)の知見を総合し、最適な接合体を得るための接合条件、および、接合素材形状を提案した。また、接合素材の採取方位依存性についても明らかにした。
(3)(2)で選定した接合条件により製作した接合体は、母材とほぼ同程度の極めて優れた高温疲労強度特性を示し、実用化の見直しが明るいことを示した。

研究成果

• [文献書誌] 岡崎正和: "酸化物粒子分散強化Ni基超合金の高温高サイクル疲労強度と微視組織" 材料. 46. 651-657 (1997)
• [文献書誌] M.Okazaki: "Effect of Microstructure on Fatigue Strength of An Oxide Dispersion Strengthened Ni-base Superalloy at High Temperature." Int.Conf.on Thermomechanical Processing. 1681-1687 (1997)
• [文献書誌] 岡崎正和: "Ni基ODS合金MA758の拡散接合体の最適化と高温疲労強度評価" 材料. (投稿中).
• [文献書誌] 岡崎正和: "組織制御援用によるODS合金の最適接合と高温強度" 日本機械学会材料力学講演会前刷. 96-10. 185-186 (1996)
• [文献書誌] 岡崎正和: "Ni基ODS合金MA758の拡散接合体の最適化と高温疲労強度" 日本材料学会第46期学術講演会. 209-210 (1997)
• [文献書誌] 山崎泰広: "Ni基ODS合金の最適拡散接合条件の検討" 日本材料学会第35回高温強度シンポジウム. 105-110 (1997)
• [文献書誌] M.Okazaki: "Optimization of Diffusion Welding of An Oxide Dispersion Strengthened Ni-base Superalloy and the fatigue propertics at High temperatures." Int.Conf.on Processing,Designing and Properties of Advanced Materials. (印刷中). (1997)