あらかじめクリープ変形した単結晶Ni基超合金，CMSX-4，の単純時効に伴うγ'相の形態変化

摘要

単結晶Ni基超合金は高温条件下にてクリープ変形を受けると,強化相である立方体状のγ'相は応力軸に対し垂直方向へ連結し，ラフト構造を形成することは良く知られている。 しかし，このラフト構造の形成機構について未だ明らかとはなっていない。 著者らは先に，ラフト構造形成機構の解明を意図して，単結晶Ni基超合金,CMSX-4を用い，1273K，100-400MPaにてクリープ試験を行い，ほぼ完全なラフト構造を形成するまでに要するひずみ量（以下，ラフト化ひずみ量とする）と応力との関係について検討した。 その結果,ラフト化ひずみ量は250Mpa以上の高応力側で0.1以上であり，応力依存性が認められるのに対し，200MPa以下の低応力側でほ応力依存性は認められず，ラフト化ひずみ量は0.01で一定となることを示し，γ'相のラフト化はクリープひずみ量に依存することを明らかにするとともに，ラフト構造はクリープ変形中に形成されるγ/γ'相界面の転位下部組織に依存することをも示唆した。 ところで，250MPa以上の高応力側でクリープひずみ量0.01で中断した試験片では，γ'相は未だ立方体状のままであるが，γ/γ'相界面でラフト化に必要な転位下部組織を形成しているものと考えられる。 したがって,高応力でクリープひずみ量0.01にてクリープ中断した試験片について単純時効を施した場合，ラフト化する可能性がある。そこで本研究では，単結晶Ni基超合金,CMSX－4を用い，1273K,320MPaにてクリープひずみ量0.01の時点でクリープ中断した試験片について，単純時効を施し，時効時間に伴うγ'相の形態変化について検討する。