希土類元素のバックセメンテーションによる超合金の表面改質と高温酸化

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05650699
• Research Institution: Institute for Materials Processing, Tohoku University
• Principal Investigator: 井上 博文 東北大学, 素材工学研究所, 助教授 (70006039)
• Keywords: 高温酸化 / 希土類元素 / イットリウム / 耐熱材料 / 拡散浸透処理 / コーティング

Research Abstract

耐熱材料(Ni基超合金およびTi-Al金属間化合物)の耐高温酸化性を目的にYによるバックセメンテーションを行い高温環境性を調べた。また、イオンコーターによるY処理と比較検討した。結果はつぎのとうりである。
1)Ni基合金の場合、Al-Y複合コーティングことによりAl単独コーティングに比し剥離は抑制され高温耐酸化性は向上する。しかし、Yの多量の使用およびY-Al拡散浸透処理の場合には酸化層中に不均一な層を形成するため剥離の原因となる。
2)Yの多量の使用でも、Al-Y拡散浸透処理したTi-Al系合金のように優先的にAlとYの金属間化合物を生成させることによりTiなど金属間化合物を生成しない元素の挙動を制御することが可能である。とくに、Y拡散浸透処理によるYの添加は、TiAl_3粒子の結合およびAlコーティング時に生成し、酸化の際に剥離の起点となるコーティング層内のボイドの消滅に寄与し、耐酸化性が増大することが明らかになった。
3)イオンコーターによりYを蒸着、さらにAlをコーティングした場合、ボイドの生成は抑制され高温耐酸化性は改善されるが、SIMSによる分析の結果、Alコーティング層には、微量のYが均一に分布していることが明らかになった。
このYのAlコーティング層への分散技術を発展させることによりNi基合金およびTi-Al系合金のコーティング法としてAl拡散浸透処理法は飛躍的な展開が期待される。

Research Products

• [Publications] Inoue.Sasaki&Omori: "Oxidation behavior of the aluminum-yttrium coating layer on a titanium-aluminum alloy" Trans.Mat.Res.Soc..Jpn..14. 301-304 (1993)
• [Publications] Inoue.Akiyama.Sasaki and Omori: "Effect of yttrium on oxidation of the yttrium coated and titanium-aluminum alloys." Mat.Trans..JIM. (予定).