高Cr含有Ni-Cr-Al合金の不連続析出による強化機構の解明

阐明高铬 Ni-Cr-Al 合金中不连续析出的强化机制

基本信息

批准号：
15656173
负责人：
竹山雅夫
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は,Ni-(40-41)Cr-(6-7)Al(at%)合金の優れた強度の発現機構を明らかにすることを目的に,昨年度に見出した組織の形成機構に基づいて初期γ粒径(d)及びセルの体積率(V_f)を種々に変化させた試料を用いて引張試験を行い,強度の及ぼすセル状組織の影響について検討し,以下の事を見出した.(1)d=945μmの試験片を用いてV_fと強度との関係を調べた結果,引張強度(σ_<UTS>)はV_fが30%までは約500MPaである.しかし,セル状組織がすべての粒界を覆うV_f>30%以上になるとはσ_<UTS>はV_fに比例して増大し,V_f=100%で1700MPaとなる.この時,σ_<UTS>/V_fの値は一定となる.(2)溶体化材(V_f=0%)の降伏応力(σ_y)はdに強く依存し,Hall-Petchの関係(σ_y=σ_0+kd^<-0.5>)を満たす.その時の内部摩擦応力はσ_0=236MPa,応力集中係数はk=0.79MPa・m^<1/2>となる.(3)全面セル状組織(V_f=100%)とした試料のσ_yはdに依存せず,2.0GPaと著しく増加する.これは,時効によりセル状析出したγ/γ'ラメラ組織のセルサイズがdに依存せず約2μmと一定となるためであり,セル境界は粒界と同様,転位の障害物として働く.(4)Hall-Petchの関係にd=2μmを代入して求めた粒界強化分は約500MPaとなる.したがって,γ'相の板状析出による強化分は約1000MPaとなり,この値はラメラ間隔80nmとTayler因子を用いて計算した値と良く一致する.したがって,時効材の優れた強度はセルの形成による粒界強化及び板状γ'相の析出強化に起因し,後者の強度に及ぼす寄与は前者に比べほぼ2倍である.

在今年，为了阐明Ni-（40-41）Cr-（6-7）Al（AT％）合金的优质强度发展的机制，根据组织形成的效果，基于组织形成的结构和效应，使用了初始γ颗粒直径（D）和细胞体积分数（V_F）进行各种变化的样品进行拉伸测试。（1）我们使用D =945μm的标本研究了V_F与强度之间的关系。拉伸强度（σ_<uts>）约为500MPa，直到V_F 30％。但是，当类似细胞的结构达到V_F> 30％或以上时，σ_<uts>与V_F成比例增加，在V_F = 100％时，σ_<uts>/v_f的值保持恒定。（2）溶液材料的屈服应力（σ_y）（V_F = 0％）很大程度上取决于d，Hall-Petch关系（σ_y=σ_0+kd^满足<-0.5>）。当时的内部摩擦应力为σ_0= 236 MPa，应力浓度系数为k = 0.79 MPa·M^<1/2>。（3）样品的σ_y具有完整的细胞状结构（v_f = 100％）并不取决于D并显着依赖于2.0 GPA。这是因为由于衰老而以细胞形式沉淀的γ/γ层层结构的细胞大小在约2μm处恒定，而不论d。（4）通过将d =2μm取代到霍尔西蚀刻关系中获得的晶界加固约为500 mpa。因此，γ'相由于板状沉淀引起的加固约为1000 MPa，并且该值与使用80 nm和Tayler'因子的层状间距计算的值非常吻合。因此，衰老材料的出色强度是由于细胞形成引起的晶界增强，并加强了板状γ'相，而后者对强度的贡献几乎是前者的两倍。