イオン照射されたコンビナトリアルFeCrAl合金に生成するAlpha-Prime析出物のハイスループット-ナノインデンテーション-マッピング

High-throughput nanoindentation mapping of Alpha-Prime precipitates in ion-irradiated combinatorial FeCrAl alloys

鵜飼 重治  ; 阿部 陽介  ; Geng, D.*; 久保 淳; 佐々木 泰祐*; Mohamad, A. B. ; 藤田 洋平*; 大久保 成彰   ; 山下 真一郎   ; Yu, H.*; 笠田 竜太*

Ukai, Shigeharu; Abe, Yosuke; Geng, D.*; Kubo, Atsushi; Sasaki, Taisuke*; Mohamad, A. B.; Fujita, Yohei*; Okubo, Nariaki; Yamashita, Shinichiro; Yu, H.*; Kasada, Ryuta*

本研究では、CrとAlの相互拡散により引き起こされる連続的な組成傾斜を有するコンビナトリアルFeCrAl合金を作製し、イオン照射とナノインデンテーションの連続剛性法による硬さ測定を組み合わせることで、連続的な(Cr,Al)組成に対応した大量のハイスループットNI硬さデータを一度に取得した。その結果、濃度が約5at.%で'析出物生成によるNI硬さはピークを取ること、Cr濃度が30at.%以上でスピノーダル分解による'生成の促進など、2次元(Cr-Al)組成マップ上で'析出物生成の照射下ふるまいを明瞭に評価することができた。また、1.44dpa(0.64dpa)の低照射量において'析出物はすでに飽和傾向にあることを明らかにした。

A combinatorial specimen with a continuous compositional gradient of Cr and Al in FeCrAl alloys was fabricated, and by integrating an ion irradiation with continuous stiffness nanoindentation measurement, high-throughput dataset was created. It was clarified for the first time, that alpha-prime precipitation occurs within subtle two-dimensional (Cr, Al) composition; about 5 at.% Al addition accelerates alpha-prime formation, and spinodal decomposition becomes dominant at more than 30 at.% Cr. It was also clarified that alpha-prime precipitation reaches saturation at an irradiation dose as low as 1.44 dpa (0.64 dpa).