金属間化合物の高温性能評価とその複合化による高温構造物への適用性向上に関する検討

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02402048
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 向井 喜彦 大阪大学, 工学部, 教授 (20029044)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西村 新 文部省, 核融合科学研究所, 助教授 (60156099) ; 村田 雅人 大阪大学, 工学部, 助教授 (20030059)
• Keywords: TiAl / PSZ / 溶射 / NiCoCrAlY / 熱応力 / 有限要素法 / 熱弾塑性解析 / 特異応力場

Research Abstract

金属間化合物のセラミックスコ-ティングによる複合化と性能評価について検討した。コ-ティング法としては溶射法を選択し、セラミックには断熱性の高いPSZを用いることにした。これにより、TiAlの実用的耐熱性を向上させた。
セラミックスコ-ティングの密着性を評価するために、まず、TiAlに減圧溶射法によりNiCoCrAlYを下地溶射し、その後、PSZを大気溶射することを試みた。PSZと下地溶射材の密着性は良好で欠陥も比較的少ないが、下地溶射材とTiAl間でき裂や剥離を生じ、実使用が困難であった。現段階ではこの割れを防ぐ事は困難で今後下地溶射材を変更したり、直接PSZの溶射を試みる。
接合部の熱応力に関する検討としては、有限要素法による熱弾塑性解析を行い、溶射後の熱応力について検討した。その結果、下地溶射を施すことにより自由縁端部に高い垂直応力が誘起されることがわかった。割れはこの特異応力場において生じるため、その熱膨張係数の低い下地溶射材を使用することが望ましいことが明らかになった。