Exploration of Ni-Co based alloys for gas turbines using composition-graded single-crystal specimens

使用成分分级单晶样品探索燃气轮机用镍钴基合金

基本信息

批准号：
20K15054
负责人：
池田亜矢子
金额：
$ 2.33万
依托单位：
National Institute for Materials Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は組成空間内だけでなく、温度-組成空間でのスクリーニングをするための手法開発に取り組んだ。カマボコ型の合金材を組み合わせた円柱状のNi-14at.%Al & Ni-20at.%Al拡散対を温度傾斜熱処理することによって、時効温度-組成-微細組織ライブラリを作製し、一つの試料片に14-20at%Alの組成範囲、1000-1300℃の時効温度範囲における微細組織を形成することに成功した。この手法を適用することによって、一度の試験で組成及び時効温度の最適化が可能であるため、合金開発の著しい高効率化を図ることができる。また、γ-γ’二相組織のEPMAマップとSEM像から両相のタイラインを取得する手法の改良とその精度の評価も実施した。EPMA分析のNi合金における空間分解能である1μm以下のγ’粒析出がある微細組織について、母相にあたるγ相の組成と測定範囲の平均組成、SEM像のγ’相面分率からγ’相の組成を導出する手法である。精度の検証については500x500x30の空間内に平均粒径d, 体積分率fxになるように球形のγ’をランダムに配置し、ここから得られるSEM像およびEPMAマップを生成し、実際にγおよびγ’の組成を計算することによって、どのような微細組織であれば十分な精度でタイラインを決定できるかを評価した。その結果、粒径1.2μmであればEPMAマップのみからでも数at.%の範囲でタイラインを決定でき、粒径0.4～1.2μmではSEM像から求めたγ’相面分率を併用することにより、γ’相面分率が10%程度までであれば同様の精度でタイラインを決定できることが明らかになった。

今年，我们致力于开发不仅在组成空间内，而且在温度组合空间中筛选的方法。通过将圆柱ni-14at。％al＆ni-20at。％al and-al扩散对制成的kamaboko形合金材料对温度梯度热处理进行，我们准备了一个衰变的温度组成 - 组合细胞库，并成功地形成了14-20AT％Al和Aging温度温度温度范围的1000-1300-1300-1000-1300 consemand prack of 1000-13300 consemand of 1000-1300 cons on 1000-1300 consemconsemcons consemant of 1000-1300 consem consemant insplice conshim conshim。通过应用此技术，可以在一次测试中优化组成和衰老温度，从而显着提高合金开发的效率。我们还改进了从EPMA图和γ-γ'BIPHASIC组织的EPMA图和SEM图像中获取这两个阶段的TIE系的方法，并评估了其准确性。该方法从对应于矩阵的γ相的组成，测量范围的平均组成以及SEM图像的γ'相位表面分数，用于通过EPMA分析的Ni Alloys的空间分辨率，SEM图像的γ'晶粒沉淀γ'粒的γ'晶粒沉淀，这是γ'粒子沉淀的γ'晶粒沉淀。为了进行准确的验证，将球形γ'随机排列在500x500x30的空间中，以使平均粒径D和体积分数FX以及从此获得的SEM图像和EPMA映射是生成的，并且通过实际计算γ和γ'的组成，我们评估了哪种精细结构可以确定绑带的准确性。结果，据揭示，如果粒径为1.2μm，则可以在几个AT的范围内（即使是单独的EPMA映射）确定绑带线，并且如果粒径为0.4至1.2μm，则可以用相同的准确性确定γ'相位分数最高约为10％。