| 研究概要 |
研究目的:低密度、高剛性を示すAI-Li系合金に適切な時効処理を施すとδ'-Al_3Li粒子が析出し、強度は著しく向上するが靱・延性は大きく低下する。その原因はδ'粒子が変形中に転位の平面すべりを促進するためである。本研究ではチタンを添加したAl-Li-Ti合金を作製し、まず高温時効によって整合ひずみの大きいAl_3(Ti,Li)粒子を析出させ、続く低温時効によりその外殻にδ'相を析出させた複合析出粒子の分散によって平面すべりを抑制し、強度と靱・延性の向上を計る。さらに、メカニカルアロイングの採用によってチタンの多量添加と結晶粒の超微細化による強靱化を計る。
研究成果:Al-2.3%Li2元合金および3種類のAl-(1.6〜2.3)%Li-(0.4〜0.9)%Ti3元合金を溶解-チルキャスト法で作製し、高温(500℃-3h)と低温(180℃-141h)の2段時効を施した試料について、引張試験、TEM観察、SEMによる破面観察を行った削果、2段時効によって、複合析出粒子の形成が確認されたAl-Li-Ti3元合金の延性は同じ強度レベルのδ'-Al_3Li粒子のみが形成された2元合金に比べて約1.5〜10倍大きくなった強度レベルが高くなるほど両者の差は顕著であった。δ'粒子と共存する複合析出粒子の分散は転位の平面すべりモ-ドを多重すべりモ-ドに変換し、粒界破壊を剪断による破壊に変え、延性や靱性の向上をもたらすことを明らかにした。
アルミニウム粉末(平均径:44μm)とチタン粉末(32μm)とを混合し、メカニカルアロイング(MA)することによって約10〜17%Tiをアルミニウム中に固溶させることができ、固溶限は約10〜17倍に拡大されたことになる。また、MAによって粉末粒子の大きさは平均約0.6μmにまで小さくなった。Al-Li-Ti粉末合金をMAで作製し、複合析出物を多量かつ均一に分散させた強靱な材料を得る可能性が大きくなった。
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