キーワード：ニッケル基超耐熱合金，選択的レーザー溶融法，後処理 ■ ■■実験方法■■■■研究の目的と背景■■■■■■超合金は，高温での優れた機械的特性と構造安定性により，ガスタービンや航空宇宙用途で広く使用されている■■■）．しかし，従来の加工法で製造された■■■■■部品は，潜在的に持つ複雑さ，ひいては動作範囲や効率に限界がある■）．選択的レーザー溶融法（■■■法）などの積層造形プロセスには，従来法と比較して，設計の自由度が大きいことや，生産工程数，リードタイム，投資コストの削減など，いくつかの利点がある■■■）．しかし，積層造形では，局所的な入熱，エネルギー吸収，凝固速度の速さによって生じる強い熱勾配が，■■■■プロセス中に残留応力を促進させるという問題がある．さらに，高い凝固速度は，樹枝状成長の形成に関連する化学組成のミクロ偏析や非平衡相の形成にも関与している■■■■）．■■■■■らは，後処理が二次析出物である■■■■■相や炭化物の生成を促進し，■■■で造形した■■■ ■超合金の機械的特性に影響を与える可能性があると指摘している■）．一方，従来の■■■■■■■■で従来から推奨されている溶体化時効（■■■）処理（■■■℃■■■）では，■■■で造形した■■■■■■■■のクリープ破断寿命が短い■■）．界面が非整合であるδ析出物の列が，クリープ寿命の低下を招いたのである．また，亜粒界に阻まれた残留応力の存在が転位の運動を阻害し，亀裂の進展速度を加速させた．そのため，■■■■材の組織や機械的特性を改善するためには，適切な後処理が必要である．付加製造された■■基超合金に推奨される通常の後処理は，熱処理と熱間等方圧加圧（■■■）である■ ■■■）．■■■■■■■■■の主要な強化相東京都立大学■機械システム工学科■（ ■■■年度■一般研究開発助成■■■■ ■■■ ■■■） 表■■供試粉末の化学組成■ff■■■■■■■■■教授■筧■幸次■（γ”）は準安定相で，望ましくない相が形成される可能性があるため，■■■■■■■■■に最適な後工程を決定することは困難である■■■■■）．この研究では，■■■■材の微視組織と機械的特性を改善するために，いくつかの熱処理（■■）工程と■■■■■を実施した．本研究の目的は，■■■法によって造形された■■■■■■■■の微視組織とクリープ特性に及ぼす後処理の影響を明らかにすることである．■■■■■■■■■粉末の化学組成を表■に示す．■■■社が提供する■■■■■■■■用■■■プロセスパラメータ（レーザー出力■■■■■■，走査速度■■■■■■■，ハッチ距離■■■μ■，層厚■■■μ■，ビーム径■■■■μ■，雰囲気■■■■■■■■■■■■■■■）により■■■■■×■■■■■×■■■■■の■■■■■■■■立方体を作製した．各層ごとにレーザーの走査方向を■■■■°回転させた．■■■■加工後，スパークカッターで立方体から造形方向と平行に試験片を切り出し，それぞれの寸法は■■■■■■■■■×■ ■■■■■■×■■■■■■■■であった．その後，各試験片を複数の試料セットに分割し，異なる後処理を施した．表■ ■に■■■■■試料の後処理をまとめた．■■■■■■■■■では，固溶強化と析出強化が強化メカニズムの主要なステップである．この強化機構に基づき，熱処理方法は溶体化温度と時効処理（■■■）から構成されている■■）．本研究では，■■■■■■■■■試験片を■■■■～■■■■■℃の種々の溶体化温度に加熱し（表■ ），各温度で■■■■保持した後，空冷により室温まで冷却した．その後，■■■■℃で■■■■，■ ■■℃まで炉冷し，■ ■■℃で■■■■■保持し，表 ■後処理一覧■Nb Mo Al Ti 1st Step: Solution Treatment 980 °C/1 h/air cooling 1045 °C/1 h/air cooling 1065 °C/1 h/air cooling 1120 °C/1 h/air cooling 1180 °C/1 h/air cooling 1180 °C/4 h/furnace cooling 1st Step: HIP Process HIP at 1180 °C/175 MPa/4 h HIP at 1180 °C/175 MPa/4 h Cu Co Si, Mn P, S 0.04 0.0 720 °C/8 h/furnace cooling to 620 °C + 620 °C/10 720 °C/8 h/furnace cooling to 620 °C + 620 °C/10 B O 2nd Step: Age Hardening h/air cooling 2nd Step: Post-Treatment N/A h/air cooling Cr C 19.6 5.05 2.85 1.10 0.46 0.03 0.05 0.04 Variant STA-980 °C STA-1045 °C STA-1065 °C STA-1120 °C STA-1180 °C/1 h STA-1180 °C/4 h Variant As-HIPed HIP + direct aging Ni 0.002 0.019 bal. 52.59 Fe − 261 −レーザプロセス制御と後処理による積層造形■■基超合金の■高温強度特性の改善■■
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