Microstructure control and ultrahigh temperature properties of Mo-Ti-based super heat-resistant MoSiBTiC alloy that overcomes oxidation resistance

克服抗氧化性的Mo-Ti基超耐热MoSiBTiC合金的显微组织控制和超高温性能

基本信息

批准号：
21H04606
负责人：
吉見享祐
金额：
$ 26.62万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

Mo-Ti二元系合金の急冷凝固ガスアトマイズ粉末の作製と放電プラズマ焼結法による焼結体の作製、またMo5SiB2、TiCを添加したMo-Ti基モシブチック合金の急冷凝固ガスアトマイズ粉末の作製と放電プラズマ焼結法による焼結体の作製を実施した。合金組成は、原子比率 (at%)でMo-50Ti、Mo-52.5Ti、Mo46Mo-51Ti-3Si、44Mo-50Ti-3Si-3Cの４種の号金を試み、Mo46Mo-51Ti-3Si、44Mo-50Ti-3Si-3Cの２種類を得た。また、得られた焼結体の高温酸化挙動の調査に着手した。合金組成の絞り込みを行う目的で、Mo-50Ti (at%)をベース合金として、Mo-49.25Ti-1.5Si、Mo-48.5Ti-3Si、Mo-47.5Ti-5Si、Mo-45Ti-5TiCの合金試作をアーク溶解法で実施し、相平衡、ミクロ組織、機械的性質、耐酸化性等を事前調査した。その結果、Mo-50Ti合金に対するSiの固溶限はおよそ2.2at%であり、それを超えるとTi5Si3金属間化合物が晶出し二相平衡となる。0%Siで約400 HvであったMo-Ti固溶体の硬度はSi濃度の増加と共に上昇し、固溶限2.2at%で約550Hvに達する。それを超えると約550 Hvで一定になる。同様に降伏応力は0%Siで約1000 MPaであったものが、2.2at%Siを超えると約1450 MPaで一定になる。2.2at%Si前後のSi濃度では、圧縮変形による塑性ひずみは約9 %ほど発現するが、Si濃度の増加と共に圧縮塑性ひずみは減少する、といったことを明らかにした。さらに、Mo-47.5Ti-5Si合金の耐酸化性は800°C、1100°C共に良好であり、比較的延性があり、硬度、強度が著しく高く、高温の耐酸化性に優れる全く新しいMo-Ti合金の創成に可能性を示した。

放电等离子烧结法制备Mo-Ti二元合金快速凝固气雾化粉末及烧结体的制备、Mo5SiB2和添加TiC的Mo-Ti基合金快速凝固气雾化粉末的制备及放电等离子体A烧结体采用烧结法制造。对于合金成分，以原子比（at%）计尝试了四种金属：Mo-50Ti、Mo-52.5Ti、Mo46Mo-51Ti-3Si、44Mo-50Ti-3Si-3C 和 Mo46Mo-51Ti-3Si 、44Mo-50Ti-3Si-3C得到两种类型。我们还开始研究所得烧结体的高温氧化行为。为了缩小合金成分范围，我们使用Mo-50Ti（at%）创建了Mo-49.25Ti-1.5Si、Mo-48.5Ti-3Si、Mo-47.5Ti-5Si和Mo-45Ti-5TiC合金采用电弧熔炼法生产了原型合金，并预先研究了相平衡、显微组织、力学性能、抗氧化性等。结果，Si在Mo-50Ti合金中的固溶度极限约为2.2at%，超过此，Ti5Si3金属间化合物结晶并发生两相平衡。 Mo-Ti 固溶体的硬度在 0% Si 时约为 400 Hv，随着 Si 浓度的增加而增加，并在固溶度极限为 2.2 at% 时达到约 550 Hv。除此之外，它会稳定在 550 Hv 左右。类似地，屈服应力在0%Si时约为1000MPa，但当超过2.2at%Si时，屈服应力恒定在约1450MPa。可知，在Si浓度为2.2at%Si左右时，由压缩变形引起的塑性应变约为9%，但随着Si浓度的增加，压缩塑性应变降低。此外，Mo-47.5Ti-5Si合金在800℃和1100℃下的抗氧化性能均良好，且具有较高的延展性，具有极高的硬度和强度，是一种全新的Mo-47.5Ti-5Si合金。高温下具有优异抗氧化性的合金这证明了制造钛合金的可能性。

项目成果

期刊论文数量（37）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

nhanced　oxidation resistance of the 1st generation MoSiBTiC alloy by pack cementation and heat treatment

通过包渗和热处理增强第一代MoSiBTiC合金的抗氧化性能

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Xi Nan;Kohei Umeda;Shuntaro Ida;Nobuaki Sekido;Kyosuke Yoshimi;John H. Perepezko
通讯作者：
John H. Perepezko

ミクロ組織制御によって進化を続けるモシブチック合金－開発と材料特性の現状－

莫西布合金通过微观结构控制不断发展 - 发展现状和材料性能 -

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
日本ガスタービン学会誌
影响因子：
0
作者：
張仲景;佐々木拓也;Gaida Nico Alexander;丹羽健;長谷川正;加藤秀実;吉見享祐
通讯作者：
吉見享祐

ガスアトマイズ法によって作製されたMoSiBTiC合金粉末の放電プラズマ焼結体のミクロ組織と材料特性

气雾化法制备放电等离子烧结MoSiBTiC合金粉末的显微组织与材料性能

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
日本学術振興会耐熱金属材料第123委員会研究報告
影响因子：
0
作者：
南茜;荒井颯斗;梅田晃平;井田駿太郎;関戸信彰;吉見享祐
通讯作者：
吉見享祐

University of Wisconsin-Madison(米国)

威斯康星大学麦迪逊分校（美国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

第一原理計算によるMo-Ti金属固溶体の物理特性の解析

利用第一性原理计算分析Mo-Ti金属固溶体的物理性质

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
牧野仁志;武藤俊介;大塚真弘;金子昂弘，南茜，井田駿太郎，関戸信彰，吉見享祐
通讯作者：
金子昂弘，南茜，井田駿太郎，関戸信彰，吉見享祐

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吉見享祐其他文献

Effect of Heat Treatments on Microstructure of Rapidly Solidified TiCo Ribbons

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吉見享祐;Kyosuke Yoshimi;吉見享祐;K.Yoshimi et al.;吉見享祐;K.Yoshimi;K.Yoshimi et al.;Kyosuke Yoshimi;Kyosuke Yoshimi;K.Yoshimi et al.;吉見享祐;Rysuke Nakamura;Tomohide Haraguchi;Kyosuke Yoshimi et al.;Kyosuke Yoshimi et al.;Kyosuke Yoshimi et al.
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发表时间：
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发表时间：
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影响因子：
0
作者：
吉見享祐;Kyosuke Yoshimi;吉見享祐;K.Yoshimi et al.;吉見享祐;K.Yoshimi;K.Yoshimi et al.;Kyosuke Yoshimi;Kyosuke Yoshimi;K.Yoshimi et al.;吉見享祐;Rysuke Nakamura;Tomohide Haraguchi;Kyosuke Yoshimi et al.
通讯作者：
Kyosuke Yoshimi et al.

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DOI：
发表时间：
2005
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影响因子：
0
作者：
吉見享祐;Kyosuke Yoshimi;吉見享祐;K.Yoshimi et al.;吉見享祐;K.Yoshimi;K.Yoshimi et al.;Kyosuke Yoshimi;Kyosuke Yoshimi;K.Yoshimi et al.;吉見享祐;Rysuke Nakamura;Tomohide Haraguchi;Kyosuke Yoshimi et al.;Kyosuke Yoshimi et al.
通讯作者：
Kyosuke Yoshimi et al.