衝撃超高圧下でのTi-Al-Cr系L1_0型/L1_2型合金の傾斜機能組織

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650704
• Research Institution: Niihama National College of Technology
• Principal Investigator: 高橋 知司 新居浜工業高等専門学校, 材料工学科, 教授 (30110159)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 南埜 宜俊 大阪大学, 大学院・工学研究科・応用理工学系, 教授 (30116107) ; 志賀 信哉 新居浜工業高等専門学校, 材料工学科, 助教授 (60235512)
• Keywords: Ti-Al-Cr系合金 / 衝撃超高圧 / Ll_2構造 / 相互拡散 / 傾斜機能組織

Research Abstract

Ti-Al-Cr系合金において、軽量耐熱材料を開発するための基礎的資料を得るため,1373Kおよび1473KでのTi/Ti-Al-Cr, Ti-A/Ti-CrおよびTi-Al-Cr(L1_0)/Ti-Al-Cr(L1_2)系合金の拡散対法による組織の傾斜化と相互拡散実験を行い、以下のような結果を得た。
(1)1473K,24h保持後におけるTi-38.1Al-4.8Cr(以下すべてat%)系合金(L1_0材)の組織および硬さの変化は冷却方法(速度)に大きく依存する。すなわち、水冷材で明瞭な(α_2+γ)混合組織となる。一方、Ti-59.61Al-14.1Cr系合金(L1_2材)については、空冷および水冷後の組織および硬さにおいて大きな変化はない。
(2)各拡散対において傾斜組織が観察されたが、1473Kでの拡散対T2(Ti/Ti-7.7Al-7.0Cr)においては、Matano界面付近で、最高硬度を有するTi-Al-Cr合金のマルテンサイト繊を形成し、終端組織の合金側では残留β相を形成し軟化する。
(3)本合金系におけるCrの拡散距離はAlのそれに比べて少し長い。また、本合金系の拡散路はS字型を呈する。
(4)2元系Ti-Al合金の相互拡散係数においては濃度依存性を有するが、Ti-Cr系合金のそれらには殆ど濃度依存性を有しない。本3元系合金における直接相互拡散係数は2元系のそれらの値より少し小さいが、顕著な濃度依存性は有しない。
(L1_0)/(Ll_2)拡散対実験においては,酸素ゲッター(Ti)共に高真空にし,Ar置換し封入して実験を行ったが,それらの試料は接合していなかった.従ってホットプレスによる接合実験を行い,現在,組織観察を行っている.各合金の高速衝撃実験は実験続行中であり,X線回折,SEM観察を行う予定である.