逆位相領域境界(APDB)を有するTi_3Al単結晶の変形機構解明と力学特性の改善

反相域边界Ti_3Al单晶（APDB）变形机制的阐明和力学性能的改善

基本信息

批准号：
12750622
负责人：
小泉雄一郎
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Osaka 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

项目摘要

軽量耐熱材料として期待されるTi_3Alの力学特性改善策として、逆位相領域境界(APDB)の導入による転位運動の制御に着目し、一連の研究を行った。平成12年度の研究では、化学量論組成のTi_3Al単結晶中に、サイズの異なる(10mm〜500mmの逆位相領域(APD)を導入し、その力学特性に及ぼす影響を調べた。その結果、Ti_3AIの変形応力並びに転位の運動形態はAPDサイズに強く依存し、しかもその依存性が、活動するすべり系によって全く異なることを見いだした。このことより、APDのサイズ、形態、そしてその安定性を制御することが、結晶塑性異方性を軽減し、Ti_3Al多結晶体の力学特性改善の鍵となることを明らかにした。平成13年度は、この発見に基づき、APDBのサイズ、形態、安定性の制御の指針を得ることを目的として、APDの成長挙動に及ぼす組成の影響を調べた。特にAPDの成長速度はAI濃度に強く依存し、Ti-23at.%AlとTi-25at.%Alとでは、Al濃度がわずか2at.%異なるだけであるにも関わらず、Ti-23at. %Al中のAPDの成長速度はTi-25at.%Al中の30%も小さな値をとった。また、高Al濃度のTi-33at.%AlにおけるAPDの成長速度は、Ti-25at.%Al中よりも6倍も大きくなることが見い出された。さらに、Ti-33at.%Al中においてのみ(0001)面に沿ったファセット上のAPDBも観察された。これらの結果より、AI濃度の選択と適正な熱処理によりAPDBを制御し力学特性を制御できることが明らかとなった。また同時に、このような強いAl濃度依存性は、拡散データからでは全く予想されないことであることから、APDの安定性および形態を制御する上で、APBエネルギーの評価が重要であることも示された。

进行了一系列研究，重点是通过引入反相区域边界（APDB）作为改善TI_3AL的机械性能的措施来控制位错运动，这是一种预期的TI_3AL的机械性能，这是一种轻巧的耐热材料。在2000年的一项研究中，我们在带有化学计量组成的TI_3AL单晶中引入了一个不同尺寸（10mm至500mm）的反相区域（APD），并研究了对其机械性能的影响。结果，我们发现TI_3AI的变形应力和脱位运动形态在很大程度上取决于APD的大小，并且其依赖性完全不同，取决于活动滑移系统。由此，可以控制大小，形态及其稳定性。已经揭示了通过减少各向异性来改善Ti_3Al多晶的机械性能的关键。基于这一发现，在2001年，我们研究了组成对APD的生长行为的影响，目的是获得控制APDB的大小，形态和稳定性的准则。特别是，APD的生长速率在很大程度上取决于AI浓度，尽管Al浓度仅在2个AT。％Al和Ti-25AT。％AL，TI-23AT上不同。％Al中APD的增长率在TI-25AT中较小30％。％Al。还发现，高浓度下TI-33AT中APD的增长率是TI-25AT。％Al的6倍。此外，在ti-33at。％al中还观察到沿着（0001）平面的apdb仅在ti-33at。％al。这些结果表明，可以控制APDB，并且可以通过选择AI浓度和适当的热处理来控制机械性能。同时，还表明，从扩散数据中根本无法预测这种强大的浓度依赖性，并且对APB能量的评估对于控制APD的稳定性和形态很重要。