耐熱材料設計学

耐熱金属材料は、発電所や航空機・自動車エンジンなど高温機器に使われている。高温では、組織の粗大化、材料の酸化やクリープといった室温では起こらない現象が起こり、時間経過に伴い材料特性が劣化する。そのため、室温で使用する材料とは異なる設計が必要である。この講義では、金属材料の高温における変形挙動や強化機構を理解し、その後で、現在使われているNi基超合金、耐熱Ti合金、などの耐熱材料に対する有効な強化機構、設計指針を紹介する。これらの具体例を学びながら、高温で起こる現象を克服するための材料設計について理解することを目的とする。
High-temperature metallic materials are used in high-temperature systems such as power plants, aircraft, and automobile engines. At high temperatures, phenomena that do not occur at room temperature, such as microstructural coarsening, material oxidation, and creep, occur. As a result, material properties deteriorate over time. Therefore, materials must be designed differently from those used at room temperature. In this lecture, the deformation behavior and strengthening mechanisms of metallic materials at high temperatures will be introduced, followed by effective strengthening mechanisms and design guidelines for high-temperature materials such as Ni-based superalloys and heat-resistant Ti alloys currently in use. The objective is to understand material design to overcome phenomena occurring at high temperatures by studying these specific examples.