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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究、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作製した接合体は、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。
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