新しい機能を有するNiAl基合金の開発

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06555198
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 石田 清仁 東北大学, 工学部, 教授 (20151368)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 草加 勝司 大同特殊鋼(株), 新素材研究所, 副所長 ; 渡辺 隆二 日立製作所(株), 日立研究所, 薄膜研究参事 ; 山内 清 (株)トーキン, 材料研究所, 新素材研究部長 ; 貝沼 亮介 東北大学, 工学部, 助手 (20202004) ; 大谷 博司 東北大学, 工学部, 助手 (70176923)
• Keywords: ニッケルアルミナイド / 金属間化合物 / 耐熱、耐酸化材料 / 形状記憶材料 / 加工熱処理 / 組織制御 / B2相 / マルテンサイト

Research Abstract

Ni-Al系及びCo-Al系に出現するCsCl型のB2構造を有するβ相は、耐熱、耐酸化材料、形状記憶合金、制振材料、磁性材料、半導体基板材料、電極材料等の多機能を有する材料として魅力ある金属間化合物である。しかしながら、この化合物の脆さが実用化を推進するための最大の障害となっていた。
本研究は、相平衡の情報に基づいた組織制御を用うことによって、新しい機能が期待させる高加工性β基合金の開発を目指すものである。今年度の結果は、以下の様にまとめられる。
1.耐熱及び電極用合金:Ni-Al-Cr、Co-Al-Cr系について、そのβ(B2)+α(A2)2相平衡を実験によって明らかにした。β+α2相域は、Ni-Al-Cr系では融点まで広い組成領域に渡り存在するが、Co-Al-Cr系では高温域で急激に狭まり、島状相分離を呈することがわかった。以上の様な2相平衡のデータに基づき、β相中にCrリッチα相を析出させる組織制御を行なった結果、Ni-Al-Cr系では、β単相合金と比して、格段に高い高温硬度が得られた。
2.形状記憶及び制振合金:マルテンサイト変態温度を熱分析により測定し、Ni-Al-Fe系におけるβ+γ(Al)2相合金の組成とMs点の関係を明らかにした。また、β相の結晶粒度は、マルテンサイト変態温度ばかりか形状記憶特性にも大きな影響を与え、特に形状記憶特性は、単相の形状記憶合金の場合とは異なり微細粒ほど良好であった。β+γ2相合金は、制振特性においては単相の形状記憶合金に劣るが、降伏応力が高く、従来の防振合金と比較して機械的性質に優れていることが特徴である。

Research Products

• [Publications] R.Kainuma: "Shape Memory Effect in the Ductile β+γ Ni-Al-Fe Two-Phase Alloys" Proc.Symp.Exh.on Shape Memory Materials,The Non-ferrous Metals Society of China. 464-468 (1994)
• [Publications] K.Ishida: "Development of Ductile NiAl(B2)-Base Alloys by Microstructural Control" Proc.Symp.on Mechanical Properties and Phase Transformations of Multi-Phase Intermetallic Alloys,TMS,発表予定. (1994)
• [Publications] R.Kainuma: "Development of NiAl(B2)-Base Shape Memory Alloys" Mater.Res.Soc.Sym.,発表予定. (1994)
• [Publications] 石田清仁: "材料における機能の発現と状態図" 材料開発・設計における状態図の基礎と応用、日本金属学会. 72-82 (1994)