ハイエントロピー効果と低拡散効果を積極活用した革新的異種材接合への挑戦

积极利用高熵效应和低扩散效应，挑战异种材料的创新连接

基本信息

批准号：
22K18893
负责人：
佐藤裕
金额：
$ 3.99万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18893/
关键词：
溶接・接合異種材接合ハイエントロピー低拡散

项目摘要

FCC構造を有するAlCoCrCuFeNi系のハイエントロピー合金とAl合金の接合界面を、低入熱接合法の1つである摩擦攪拌接合を用いて作製することに成功した。組織観察により、接合界面には反応層はほとんど存在しないことを確認した。この接合界面に対して、500～600℃の温度で恒温保持し、反応層の形成およびその成長挙動を調べた。熱処理に伴い、反応層がAl合金側に向かって形成され、保持時間の増加とともに反応層厚さは増加した。反応層の構成相を調べた結果、Al合金に近い側にはAl-Ni系とAl-Cr系の金属間化合物が複雑に分散した反応層が確認され、ハイエントロピ―合金側にはFe2Al5とAlCoが微細分散した反応層が観察された。各熱処理温度における反応層全体の厚さと熱処理時間の関係を調べた結果、反応層厚さは熱処理時間の平方根に比例することが明らかとなった。さらに反応層成長の活性化エネルギーを見積もったところ235 KJ/molとなり、Al/Fe接合界面における反応層成長の活性化エネルギーと同等であったことから、低拡散効果による反応層の形成抑制は生じていない可能性が示唆された。接合界面に平行に引張荷重を加えた結果、反応層がない接合まま界面ではAl合金側で破断し、熱処理に伴って反応層が形成された接合界面では、Al合金／反応層もしくは反応層／ハイエントロピ―合金の界面をき裂が進展した。破断荷重は反応層形成に伴い低下し、ほとんど伸びることなく破断したことから、反応層のハイエントロピ―効果による延性向上なども生じていない可能性が示唆された。

使用摩擦敏化粘合物（一种低输入的热方法之一），基于Alcocrcufeni的高渗透合金和具有FCC结构的Al Aly合金之间的关节界面是FCC结构的。对组织的观察证实，联接场几乎没有反应层。对于此连接界面，将恒定温度保留在500至600°C的温度下，并检查了反应层的形成及其生长行为。通过热处理，反应层朝着AL合金侧形成，并且随着保留时间的增加，反应层增加。由于研究了反应层的构型阶段，在靠近AL合金的侧面证实了反应层，并且AL -CR金属化合物分布复杂。由于检查了每个热处理温度下整个反应层的厚度和热处理时间之间的关系，因此很明显反应层厚度与热处理时间的平方根成正比。此外，在估算了反应层生长的能量之后，它变为235 kJ/mol，它等效于Al/fe连接界面中反应性层生长的能量，因此由于低的反应层形成了反应层扩散效应是提出的。由于与粘结场平行的拉伸载荷，没有反应层，并且界面在界面侧的界面侧破裂，并且反应层通过热处理，Al yly -Alloy / Reaction层 /反应层形成反应层 /层通过Hyloppo合金的界面进行。由于反应层的形成，损坏的负载降低了，并且建议由于反应层高 - 源性效应而没有改善延伸。