| 研究概要 |
溶解・鋳造することなしに合金化することが可能なメカニカルアロイング法によって, Al-Li合金に微細なセラミックス粒子の分散を図った. 試料はAl-2.5wt%Li合金をベースとし, これにAl_2O_3, TiC, Al_4C_3の各セラミックス粉末を2vol%添加した. メカニカルアロイング処理した粉末を冷間プレス, 真空加熱脱ガス, 熱間押出の工程を経て直径7mmのP/M材とした. 活性元素であるLiの酸化防止のため, P/Mとするまでの工程はすべてアルゴン雰囲気中で取扱った. 得られたP/M材の材料評価は, 組織観察, 引張特性, 時効硬化挙動などにより行った. なお, 溶体化処理によって試料表面に脱Li層が形成されたので, これを研磨によって取除いてから時効による硬度変化を測定した.
メカニカルアロイング法により, Al-Li合金中にセラミックス粒子を微細に分散した組織が得られた. セラミックス粒子による分散強化によりP/M材は高い硬度を示した. しかし, 溶解鋳造法により製造されたベース合金に比べて時効硬化能が著しく低下した. メカニカルアロイング法によるP/M材では, 結晶粒界, 亜粒界, 転位, 異相界面などの不均一析出サイトが著しく増加するため, 均一析出による時効硬化が抑えられるものと考えられるが, その詳細は現在検討中である. しかし, 得られたセラミックス粒子分散P/M材は, 時効硬化能の低下を補って余りある強度増加を示しており, Al_2O_3添加P/M材のT6状態での常温引張強度は520Mpaに達していた. Al_2O_3添加材に次いでTiC添加材, AC_<42>C_3添加材の順に強度が低くなっており, セラミックス粒子無添加の同一製法のP/M材では350Mpaであった. 高温ではこれらP/M材の強度は低下し, 200°CではAl_2O_3添加材で250MPa程度になり, セラミックス粒子の分散強化の硬化は300°Cではほとんど消失した.
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