| 研究概要 |
本研究では, γTiA1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としている。本年度は, 第三元素としてZrとNbを添加した三元合金を使って, 広い範囲に層間隔を変化させて層状組織材料を作製し, 室温で圧縮試験を行なった。その結果, 以下の成果を得た。
1. γ相の厚さが臨界値λ_cを越えると, γ/α_2の界面にミスフィット転位が導入される。λ_cの値は, 相間の格子ミスマッチに逆比例する。そのため, TiAl合金に格子ミスマッチを増大させるZrを添加すると恥は小さく, 逆にNbを添加すると大きくなる。
2. TiAl合金の降伏応力は, 層間隔には依存せず, ミスフィット転位の有無によって変わる。ミスフィット転位の導入前で, 各相が弾性変形して格子の連続を保っている時には, 降伏応力は高い値をとる。そして, γ層厚がλcを超えると, ミスフィット転位が導入され, 降伏応力が低下する。
3. 加工硬化率は, 層間隔の減少とともに増加する。その増加量は, ミスフィット転位のある時に大きく, ミスフィット転位が無いγ/α2界面を含む材料では加工硬化率が低くなる。
4. γ/α_2界面にミスフィット転位を持つ材料では, 層間隔減少にともなう加工硬化率の増加量は, 界面ミスフィット転位の密度が高いZr添加材で大きい。以上から明らかなように, 界面構造を変えると, 材料の加工硬化挙動を制御できる。
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