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チタン及びチタン合金は軽く、耐食性に優れている。特にチタン合金は比強度が高い。β型合金は熱処理を行うことによって強度を飛躍的に高められる。本研究はこのような特性を持つチタン合金き接合に関するもので、チタン基ろうを用いた液相拡散接合について研究した。接合強度については昨年度に重点的に行ったので、今年度はその接合機構を光学顕微鏡及び透過電子顕微鏡によって金属組織面から観察した。
本研究で得られた主な成果及び結論を次に要約する。
・Ti-21V-4Alβ型チタン合金の接合部組織
1.試作のTi基ろうを用いた液相拡散接合では、固相接合に比べて非常に低い接合圧力で、かつ比較的短時間で良好な接合が行なえる。
2.等温凝固に必要とされるおよその時間は、Ti基母材に対する融点降下元素となるCuあるいはNiの接合部における拡散挙動を計算することによって推定される。
・CPTi(工業用純チタン)の接合部の組織
3.Ti基ろうを用いて接合した継手部は、接合後の冷却途上の共析変態によりαTiとTi_2Cuの微細な層状・棒状およびセル状組織を示し、それらにZrが固溶した状態となる。
4.Ti基ろうより溶解される母材の量は比較的少なく、Zr、Cu、Ni等の融点降下元素が母材中へ拡散し、接合部は急速に等温凝固する。
5.接合部の母材組織と異なる針状の組織の幅は、接合時における元素の拡散の進行により、一旦増加したのち減少しはじめ、やがて消失する。この過程は拡散理論によって計算した結果とおおむね一致する。
6.本研究で行ったTi基ろうを用いたチタン及びチタン合金の液相拡散接合法は、継手組織及び継手強度共に最適の接合条件を用いることによって母材と同じになる。
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