Ni基超合金IN-100の高温変形におけるプロセスマップ博士（工学） 長谷部 優作*博士（工学） 青柳 健大**Dr. Yusaku HasebeDr. Kenta Aoyagi河野 博*Hiroshi Kawano博士（工学） 山中 謙太**Dr. Kenta Yamanaka吉田 昌人*Masato Yoshida要 旨Dr. Akihiko Chiba博士（工学） 萩沢 武仁*Dr. Takehito Hagisawa博士（工学） 千葉 晶彦** , *** With the necessity for energy security due to recent geopolitical risks and the demand for energy increasing with the post-pandemic economic recovery, there is an unprecedented need to improve energy efficiency by increasing the high temperature strength of heat resistant materials. In this study, hot compression tests were performed on a cast Ni-based superalloy IN-100 at various temperatures and strain rates ranges. From the flow stress-true strain curves and the microstructure observations, a processing map of the hot deformation was constructed based on the Dynamic Material Model （DMM）. At 1200 ℃, crystal orientation rotated from the initial <001> direction parallel to the compression axis to the <101> direction, which is the primary slip direction of the FCC system. Kink bands formed perpendicular to the compression axis, and fine crystals with discontinuous dynamic recrystallization （dDRX） at the boundary of the kink bands were observed for the slow strain rate. As the strain rate increases, meta-dynamic recrystallization （mDRX） was observed after the compression test. Below 1100 ℃, the flow stress first increased sharply and then decreased gradually with an increasing strain over the whole strain rate. Twin deformation was suggested to occur prior to the appearance of DRX below 1100 ℃ for the small strain rates. The stable region of hot deformation was considered to be located around 1150 ℃ and 0.003 s-1.*：イノベーションマネジメント本部 マテリアル技術研究所 Material Technology Laboratory, Innovation Management Headquarters**：東北大学 金属材料研究所 Institute for Materials Research, Tohoku University***：東北大学 東北大学未来科学技術共同研究センター New Industry Creation Hatchery Center （NICHe）, Tohoku University（21）技術論文近年のエネルギー安全保障への要求の高まりや、パンデミック後の経済回復によりエネルギー需要が増大する中、耐熱材料の高温強度向上によるエネルギー効率の向上がかつてないほど希求されている。本研究では、高温強度に優れる難加工性Ni基超合金の製造に向けて、IN-100の鋳造材を対象に熱間圧縮試験を行い、動的材料モデルに基づいた熱間加工性の定量評価を行った。1200 ℃において、試験片中央部では、結晶方位が<001>から連続的に回転し、<101>配向領域が形成され、圧縮軸方向に垂直にキンク帯が形成された。キンク帯近傍では不連続動的再結晶（dDRX）が認められ、ひずみ速度の増加に伴いメタ動的再結晶（mDRX）が生じた。一方、1100 ℃以下において、流動応力はピークを示した後に減少する動的再結晶型の挙動を示した。特に、低ひずみ速度側では拡散アシストによる変形双晶の形成が示唆された。実験を基に構築したプロセスマップより、本合金の安定変形領域は1150 ℃/0.003 s-1近傍に存在することが明らかとなった。技術論文High Temperature Deformation Mechanism and Processing Map of Ni-based Superalloy IN-100SynopsisNi基超合金IN-100の高温変形におけるプロセスマップ
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