| 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,主にZrを添加したTiAl合金を使って,種々の温度で等温時効し,時効にともなうラメラ組織と機械的性質の変化を調査した。その結果,以下の成果を得た。
1.本研究では,過飽和にAlを含んだα_2単相材料を時効前の出発材料とした。この材料を等温時効するとγTiAl板が析出する。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。γラメラ層厚がλ_Cより大きい高温で時効すると,2相ラメラ材料の降伏応力は,時効前より減少する。ミスフィット転位を含むα_2界面は,長範囲の内部応力を発生しない。一方,γ相の析出により,α_2相は過飽和度を失い,固溶強化分だけ降伏応力が低下する。これが時効にともなう降伏応力低下の原因である。
2.λ_Cより薄いγTiAl板が析出する低温で時効すると,ミスフィット転位は導入されずγ/α_2界面近傍は弾性変形した状態になる。この弾性変形の結果,γ/α_2ナノラメラ材料の降伏応力は,時効前より高い値となった。このことは弾性変形による内部応力が固溶強化の消失分より大きいものであったことを示す。
3.時効の進行にともなって,析出するγ板の板数が増加する。γ板の枚数(間隔)が変化しても降伏応力はほとんど変わらない。しかし加工硬化率は増大する。その増大量は,ミスフィット転位が無いγ/α_2界面を含む材料よりも,γ/α_2界面がミスフィット転位を持つ場合の方が大きい。このことは,ミスフィット転位が転位運動の障害物として有効に作用していることを示す。
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