2021 Fiscal Year Annual Research Report
Interfacial control of Co-based superalloy for new forging process
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18H01742
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
及川 勝成 東北大学, 工学研究科, 教授 (70356608)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上島 伸文 東北大学, 工学研究科, 助教 (10733131)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 鍛造 / 超合金 / Co -Al-W |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Co-Al-W系超合金のγ母相中γ’整合析出物の高温における動的再結晶挙動にともなう非整合化挙動に関する実験的な検討を行った．Co-9Al-8W合金を高周波溶解で作製し，溶体化後，50%の冷間圧延を行い，更に1150℃で熱処理を施し，静的再結晶を生じさせ，100ミクロン程度の粒径の板を作製した．板から円柱状試料を切り出し，970~980℃で様々な時効を施し，γ’を整合析出させた後，THERMECMASTERで900~980℃の間で熱間鍛造を行い，ミクロ組織の観察をおこなった．
970℃において，圧縮試験した結果，応力ーひずみ曲線には動的再結晶が生じた際にみられる加工軟化の挙動がみられ，更にミクロ組織を観察した結果，再結晶した部分が１０ミクロン以下に微細化されていることが確認された．一方で，未再結晶粒の大きさは５０ミクロン以上であった．加工前の時効時間が短いほうが再結晶率も高くなることがあきらかとなった．このことは，ミクロ組織の形態が動的再結晶挙動に影響することを示唆している．γ’析出物の分布を確認した結果，加工前では，ほぼ粒内に整合析出しており，時効時間が長くなるとその粒径が増加する傾向がある．一方，圧縮加工後は，結晶粒界に存在するものが増加し，非整合化していることが明らかとなった．さらに，γ’析出物の粒径も急速に増加していることが明らかとなった．以上のことから，γ’粒径が小さい方が，動的再結晶の促進し，γ’析出物の非整合化にも有利なことが明らかとなった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究はCo基超合金中でのγ’相の析出状態制御することで，その熱間加工性の制御を行うことを目標としている．本年度の成果により，γ’相の析出量が同じでも，そのサイズの変化でも動的再結晶挙動が変化することが明らかとなった．γ’相と母相粒径を制御することで再結晶がほぼ全面で生じることが明らかとなった．
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| Strategy for Future Research Activity |
Co基超合金の基本合金系であるCo-Al-W系でγ’相のサイズ，および加工速度が流動応力および再結晶挙動に及ぼす影響を明らかにすることができた．本年度は，実用合金に近い，Co-Ni-Al-W-Ti系において，動的再結晶挙動とγ’相非整合化に及ぼすγ’相分布と母相粒径の影響を定量的に明らかにする．また，数式モデルを用いて，γ’相の非整合化に必要なパラメータを明確にする．
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[Presentation] Development of a prediction model and process-microstructure-property database on forging and heat treatment of superalloy 720Li2021
Author(s)
N.Ueshima, C. Aoki, T. Osada, S. Horikoshi, A. Yanagida, H. Murakami, T. Ishida, Y. Yamabe-Mitarai, K. Oikawa, N. Yukawa, J. Yanagimoto
Organizer
The 14th International Symposium on Superalloys (Superalloys 2021)
Int'l Joint Research
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