| 研究概要 |
本研究では,γTiAl相とα_2Ti_3Al相からなるTiAl合金ナノラメラ材料を実験対象とした。このナノラメラ材料の相界面構造,ナノラメラ材料の特性およびTiAl合金としての特性改良を総合的に研究し,ナノラメラ材料の特性をデザインする界面理工学を確立することを目的に研究を行い,以下の成果を得た。
1.γ/α_2ラメラ界面には格子ミスマッチを解消するために2種類のバーガースベクトルを持つ界面転位を導入する必要がある。2種類の転位は同時に導入されるのではなく,析出γ板の厚さ増加とともに,まず1/2<110]通常転位、次に1/6<112]半転位の順に導入されることを明らかにした。
2.析出するγ板の厚さλと共析温度からの過冷度ΔTの間には,λ∝1/ΔTの関係があるとされている。しかし,この関係は、界面転位が存在する場合に限られる。界面転位を含まない薄いγ板ではλ∝l/ΔT^nの指数nが1より明らかに大きくなることを実験的に示した。
β安定化元素を添加したTiAl合金では,高温での使用中にα_2層が消失し,β相析出物帯が形成される。この析出帯を設計し,α_2層消失の悪影響を克服する方策として,以下のことを明らかにした。
3.β析出物帯が高温強度に寄与するには,β相を十分な密度で析出させる必要がある。この高密度析出を確保するには,時効前のα_2板の厚さを臨界値以上にしておく必要がある。
4.β相は長時間使用中に凝集粗大化し,その析出強化能を失う。これを抑制するには,析出物の凝集粗大化を抑える工夫(析出物に偏析する元素の添加など)が必要である。
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