2016 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of Ultrahigh-Temperature Oxidation-Resistant Coating for Application to Nb-based alloy
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15K18204
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| Research Institution | Hokkaido University of Science |
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Principal Investigator |
齋藤 繁 北海道科学大学, 工学部, 准教授 (30382477)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 合金状態図 / 共役組成 / 熱処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、テトラアーク式引上装置を用いて合金を溶解し、同時に引上・成長させて作製した多凝固組織を有する合金試料を高温で長時間の熱処理実験を施し、得られた合金状態図をもとに、ニオブ(Nb)基合金に適用する本コーティングシステムについて検討した。
(1)作製した合金試料は1150℃で1200時間および1300℃で1500時間それぞれ保持した後に急冷し、各元素の濃度分布から各相の共役組成を決定した。
(2)1150℃におけるRe-Nb-Al三元系合金状態図において、δ相と共役関係を有するχ相のAl濃度は約1at%であるのに対し、Reを固溶するNbAl2相と共役関係を有するχ相のAl濃度は約20at%まで増大するため、Nb-Al合金中のAl濃度はNb固溶体相(約8at%)またはNb3Al相(約20at%)まで抑えることが必要である。
(3)Re-31at%Nb-37at%Alの組成を有するχ相と予想される合金相は、Reをわずかに固溶するNbAl3相およびNbをわずかに固溶するReAl2相とそれぞれ共役関係を有し、三相三角形を形成することが明らかとなった。
(4)1300℃におけるRe-Nb-Al三元系合金では、Re-18.3at%Nb-1.5at%Alの組成を有するχ相と共役関係を有するδ相(97at%Re、1.7at%Nb)のAl濃度は0.4at%であり、Al固溶量が非常に小さいδ相をコーティング層としてNb基合金上に形成する必要がある。
(5)1150℃におけるRe-Nb-Si三元系合金では、Re-33at%Nb-35at%Siの組成を有する合金相と共役関係を有するχ相(72at%Re、15at%Nb)のSi濃度は12.0at%であった。
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