Construction and application of multiscale strengthening for Ni-based intermetallic alloys

镍基金属间合金多尺度强化的构建及应用

基本信息

批准号：
21H01656
负责人：
金野泰幸
金额：
$ 11.56万
依托单位：
Osaka Metropolitan University (2022-2023)Osaka Prefecture University (2021)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

マルチスケール組織創製のためのマトリックス組織の強化に関して、遷移元素添加と非化学量論組成化したNi基二重複相金属間化合物の熱的安定性ついて調査を行った。本合金の基本組成であるNi-Al-V合金に対して、化学量論組成よりNi量を増加させると、二重複相組織中の初析の形状は矩形状から崩れ、丸みを帯びるように変化するが、これらの合金を、高温・長時間で熱処理（1050℃-120h）を行っても組織粗大化はほとんど生じず、また硬さや引張強度、伸び等の機械的特性にも変化が無く、耐熱性に優れることが確認された。一方、Ni-Si-Ti系の単相組織合金については、いくつかの元素で二相化による高温延性の改善効果が観察されたが、室温強度の低下という問題も顕在化してきた。そこで、本年度は二相組織化する元素を複数同時添加して機械的特性を調査した。その結果、単独添加に比べて複数の元素を同時に添加した方が室温強度は増加し、室温から高温に至る温度範囲で強度・延性を改善できる合金成分・組成を見出した。前年度の研究で、Ni-Al-V合金粉末と高融点元素であるMo粉末を用いて、レーザメタルデポジション（LMD）により作製した肉盛層において、レーザ肉盛後に熱処理を行うことで、二重複相組織をマトリックスとして、粗大な初晶Mo固溶体相と微細なMo析出物が分散した複相組織をもつNi基超々合金肉盛層の作製が可能であることがわかったが、本組織が高温で硬化する現象を観察した。そこで本肉盛層に種々の熱処理を行い、組織と硬さの変化を詳細に調べた結果、熱処理温度の上昇とともに組織は複雑に変化し、マトリックスの規則化および微細析出により硬化することが明らかとなった。この結果を基に熱処理条件を最適化したところ、室温硬さが800HVで、900℃の高温硬さが約400HVとなる肉盛層の開発に成功した。

为了强化基体结构以创建多尺度结构，我们研究了添加过渡元素和非化学计量组成的镍基双相金属间化合物的热稳定性。当作为该合金的基本成分的Ni-Al-V合金的Ni含量从化学计量成分增加时，双相结构中的先共析形状从矩形塌陷并变为圆形，但这些组合金即使经过高温长时间热处理（1050℃、120小时），也几乎不会发生组织粗化，硬度、抗拉强度、伸长率等力学性能也没有变化，已确认其具有优异的耐热性。另一方面，对于Ni-Si-Ti单相合金，由于一些元素的双相形成，高温延展性得到改善，但也出现了室温强度降低的问题。因此，今年，我们添加了同时形成两相结构的多种元素并研究了机械性能。结果，我们发现，与单一添加相比，同时添加多种元素时室温强度会增加，并且发现了可以提高从室温到高温的温度范围内的强度和延展性的合金成分和成分。在去年的研究中，我们使用 Ni-Al-V 合金粉末和高熔点双相族元素 Mo 粉末，对通过激光金属沉积 (LMD) 形成的堆积层进行了激光沉积后的热处理。研究发现，利用该显微组织作为基体，可以制备具有粗大初生Mo固溶相和细小Mo析出物分散的多相组织的Ni基超级高温合金堆焊层。被观察到。因此，对该堆焊层进行了各种热处理，详细研究了组织和硬度的变化。结果发现，随着热处理温度的升高，组织发生复杂的变化，并发生硬化。由于矩阵有序和精细沉淀。根据这些结果优化热处理条件，成功开发出室温硬度为 800 HV、900°C 高温硬度为约 400 HV 的堆焊层。

项目成果

期刊论文数量（25）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Ni3(Si,Ti)合金の組織形成と引張特性に及ぼす合金元素添加の影響

合金元素添加对Ni3(Si,Ti)合金组织形成及拉伸性能的影响

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Sawaguchi Takahiro;Nikulin Ilya;Ogawa Kazuyuki;Takamori Susumu;Yoshinaka Fumiyoshi;Chiba Yuya;Otsuka Hiroaki;Inoue Yasuhiko;Kushibe Atsumichi;上村魁，千星聡，金野泰幸
通讯作者：
上村魁，千星聡，金野泰幸

無機化合物粒子を添加したNi基二重複相金属間化合物合金の組織と機械的特性

含无机化合物颗粒镍基双相金属间化合物合金的显微组织与力学性能