(175-0320)積層造形用電子ビーム走査による'RENE80'Ni 基超合金の凝固組織解析

摘要

電子ビーム積層造形法等の金属３Ｄプリンターは、ネットシェイプ成形性、自由成形性をはじめとする種々の特徴を有す革命的部材製造プロセスとして注目されている。その多くは金属粉末を原料として用いるが、従来の粉末の焼結とは異なり粉末全体を溶融凝固させるため、適切な条件で造形すればほぼ完全な緻密体が得られる。そのため、材料特性向上のため、造形と同時に材料組織を制御することへの関心が高まっている。温度勾配G と凝固速度R によって凝固組織は決定されることを前提とする凝固マップを用いた組織予測が提案されているが、造形時に鋳造用凝固マップ通りの組織が形成されるかは不明である。また、造形時にG とR を直接的に制御することは現時点では不可能である。本研究では、電子ビーム積層造形におけるNi 基超合金単結晶材の造形の可能性探索と、積層造形用凝固マップ及び造形条件と凝固組織との関係を示すプロセスマップの作成を主眼として、種々の条件(出力,走査速度)の電子ビームの走査で得られる凝固組織を実験観察するとともに、有限要素法を用いた熱流体力学シミュレーションによるG とR の評価を行った。