Stabilizing gamma prime phase using Suzuki segregation to enhance the creep resistance of Co-Ni-based superalloy

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K23566
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 0401:材料工学、化学工学およびその関連分野
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 卞 華康 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (30796230)
• 研究期間 (年度): 2019-08-30 – 2021-03-31
• キーワード: Superalloy / Ni-Co-based alloy / Suzuki segregation / gamma prime

研究成果の概要

申請者ら、超合金の基地を強化ため、鈴木効果とγ'強化を利用、Co-Ni基超合金を開発した。開発した超合金は室温で高温も延性が低い、クリープ試験を行うと、短い時間内に破断した。断面を観察すると、粒界割れたことを分かっていた。原因は粒界が弱いと考えいた。そして、粒界を強化するため、ReがBも添加すると有効を意識し、本計画を提案した。１wt％Reを添加すると、よく伸び、さらに２wt％を添加、引張伸び率が室温で23%、700度で15%に達成した。Reの2 wt%を添加、最適化するとこを確認された。又は、組織観察により、γ'相粗大化を抑えるメカニズムを提案した。

自由記述の分野

加工プロセス工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

鈴木効果に関する研究は長い時間で趣味になっている。特に積層欠陥エネルギー低い生体材料CCM合金における、鈴木偏析が発生しやすい。申請者ら、CCMをベースにして、γ'強化を導入、Co-Ni基超合金を開発した。さらに、鈴木偏析は高温でγ'相粗大化を抑える効果を初発見した。本提案はSTEM観察を行った、その粗大化抑えるメカニズムを解明した。さらに、このCo-Ni基超合金は延性が低い、耐クリープ性が悪い。耐クリープ性アープするため、Reを添加した。Reを添加すると、延性がよく改善された。特に、２wt% Reの添加は、最適化するとこを確認された。この研究結果により、未来もといい合金の開発を目指している。