Ti基及びNi基B2型アルミナイドの相安定性に関する熱力学的解析

Ti基和Ni基B2型铝化物相稳定性的热力学分析

• 批准号: 12750578
• 负责人: 大沼 郁雄
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750578/
• 关键词: 規則-不規則変態; 状態図; 熱力学データベース; CALPHAD; 相平衡; 相変態; 金属間化合物; Ni基合金; 統計熱力学; Ti-Al合金

Ni-Al2元系では,BCCおよびFCC配列を基本構造とするβ(B2)規則相およびγ'(L1_2)規則相の存在が広く知られており,共にγ(A1)-Ni基合金の組織制御並びに高強度耐熱材料への応用が期待されている.また,第3元素としてFeを加えたNi-Al-Fe3元系では,磁気特性を利用した機能材料への応用などにβ(B2)相が不規則化したα(A2)相を交えた複雑な相平衡に関する解析が威力を発揮する.さらには,Ni_3Al-Ni_3Fe断面に広がるγ'(L1_2)規則相と磁気変態の相互作用が規則相の安定性及ぼす影響など興味は尽きない.本研究では,電気抵抗及びTEM観察によりγ/γ'相平衡を決定し,さらに,NiAl(B2)およびFeAl(A2/B2)アルミナイド相を考慮したAl濃度が50at.%以下の領域におけるNi-Al-Fe3元系の熱力学的解析を行った.液相,FCCおよびBCC相の不規則状態の自由エネルギーを準正則溶体近似で記述し,L1_2およびB2の規則化のエネルギーをSublatticeモデルで追加した.3元系の熱力学的解析に基づきNi-Al2元系におけるB2型アルミナイド相の相安定性を評価した.さらに,Ni_3Al-Ni_3Fe断面上における磁気変態点の外挿値からNi_3Fe(L1_2)規則相の磁気変態点がA1不規則状態より約100℃高いことが明らかになり,その結果L1_2規則構造が安定化することが分かった.以上の知見に基づいて,Ni-Fe-Al(at.%A1<50)3元系合金の計算状態図のデータべースを構築した.

在Ni-Al二元系中，普遍存在β(B2)有序相和γ'(L1_2)有序相，其基本结构为BCC和FCC排列，两者都是γ(A1)-Ni的微观结构有望应用于控制和高强度耐热材料。此外，在添加Fe作为第三元素的Ni-Al-Fe三元体系中，β(B2)有望得到应用。应用于利用不规则相的功能材料。对包括α(A2)相在内的复杂相平衡的分析是有效的。此外,Ni_3Al-Ni_3Fe截面中分布的γ'(L1_2)有序相与磁相变之间的相互作用是有序相的稳定性。定性效应非常令人感兴趣。在这项研究中，我们通过电阻和TEM观察确定了γ/γ'相平衡，并且还考虑了NiAl(B2)和FeAl(A2/B2)铝化物相。我们对 Al 浓度小于 50 at.% 区域的 Ni-Al-Fe 三元体系进行了热力学分析。液相、FCC 和 BCC 相无序态的自由能用准描述正则解近似，使用亚晶格模型添加L1_2和B2有序能。基于三元体系的热力学分析，估计了Ni-Al二元体系中B2型铝化物相的相稳定性。另外，从Ni_3Al-Ni_3Fe截面上的磁转变点的外推值可知，Ni_3Fe(L1_2)有序相的磁转变点比Al无序态的磁转变点高约100℃。结果发现，L1_2有序结构是稳定的。基于上述发现，建立了Ni-Fe-Al(at.%A1<50)三元合金的计算相图数据库。

项目成果

R.Kainuma: "Phase Equilibria among α(hcp), β(bcc) and γ(L1_0) Phase in Ti-Al Base Ternary Alloys"Intermetallics. 8. 855-867 (2000)

R.Kainuma：“Ti-Al 基三元合金中 α(hcp)、β(bcc) 和 γ(L1_0) 相的相平衡”金属间化合物。

E.A.Patrice 他編: "CALPAHD and Alloy Thermodynamics"TMS. 281 (2002)

E.A.Patrice 等编辑：“CALPAHD 和合金热力学”TMS 281 (2002)。