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.

今年，为了阐明Ni-(40-41)Cr-(6-7)Al(at%)合金优异强度的形成机制，我们将以去年发现的结构形成机制为基础。初始 γ 晶粒尺寸 (d) 和晶胞体积分数 (使用不同V_f)的样品进行拉伸试验，研究多孔结构对强度的影响，并发现以下发现： (1)使用d = 945μm的样品，V_f和作为研究关系的结果。凭借实力，我们发现V_f 达到 30% 时，拉伸强度 (σ_<UTS>) 约为 500 MPa。然而，当 V_f>30% 或更高时，其中蜂窝结构覆盖所有晶界，σ_<UTS> 与 V_f 成正比增加，V_f=。 100%此时，σ_<UTS>/V_f 的值变为恒定。 (2) 固溶处理材料 (V_f=0%) 的屈服应力 (σ_y) 强烈依赖于 d，并且 σ_<UTS> 的值。 /V_f 变为常数。 (σ_y=σ_0+kd^) <-0.5>）。此时内摩擦应力为σ_0=236MPa，应力集中系数为k=0.79MPa・m^<1/2>。（3）全表面蜂窝结构（V_f=100%） ) 样本的 σ_y 取决于 d。这是因为，由于老化而以细胞形式沉淀的γ/γ'层状结构的细胞尺寸保持恒定在约2μm，与d无关，并且细胞边界位于晶界处并充当位错。障碍(4) 将d=2μm代入Hall-Petch关系式中得到的晶界强化约为500MPa，因此，γ'相板状析出的强化约为1000MPa，该值约为1000MPa。 500兆帕，间距80纳米它与使用泰勒因子计算的值非常吻合，因此，时效材料优异的强度归因于晶胞的形成和板状γ'相的沉淀强化所导致的晶界强化，以及时效材料的贡献。后者的实力相比前者几乎是一倍。