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2008 Fiscal Year Annual Research Report

資源の有効利用を考慮した合金の耐酸化性改善方法に関する研究

Research Project

Project/Area Number 19560722
Research InstitutionYokohama National University

Principal Investigator

吉原 美知子  Yokohama National University, 大学院・工学(系)研究科(研究院), 特別研究教員 (70111705)

Keywordsチタンアルミ合金 / 高温酸化 / 表面処理 / 拡散浸透処理 / Nb添加量 / 耐酸化性改善
Research Abstract

TiAl基合金は軽量耐熱材料として優れた特性を示すため,自動車用ターボチャージャーに用いられている.さらにこの合金は航空機エンジンの低圧タービンとして実用化が間近であるが,高温では十分な耐酸化性を示さない.実用合金はNbを多量に添加しすることによって耐酸化性を実現しているが,希少資源であるNb量の低減し,リサイクルを考慮したシンプルな合金設計を行なうことが望ましい.そこでNb添加量を低減した合金に表面処理を施すことによって十分な耐酸化性を得ることができるかどうかを検討した.
低Nb合金のTi-49mol%Al-2mol%Nbに粉末パック法によってAl拡散浸透処理を施し,高Nb合金であるTi-45mol%Al-6mol%Nbと酸化特性を比較検討した.その結果,2元系TiAlの場合と同様,Ti-49Al-2Nb合金にはAl拡散浸透処理によって高Al濃度の表面処理層が形成された.処理後の試料は酸化温度が950℃と高温の場合にも優れた耐酸化性を示し,200時間経過後でもその酸化増量は高Nb合金のものよりも少なく,良好な酸化特性を維持できることが確認された.また,他の表面処理法として,2元系TiAlへのイオン注入で耐酸化性改善効果が認められたCuおよびZnの真空蒸着を試みたが,Znは蒸気圧が高いため,良好な蒸着は困難であることが判明した.CuおよびZnを蒸着したTiAlの酸化試験結果は未処理のものと同程度かあるいはかえって酸化増量が増大し,耐酸化性改善効果は認められなかった.以上のようにTiAl系合金への表面処理としてはAl拡散浸透処理が最も有望である.TiAl系合金のNb濃度を低減しても,表面処理を組み合わせることによって十分な耐酸化性が得られることが明かとなった.

  • Research Products

    (4 results)

All 2009 2008

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] TiAl-Nb合金の酸化特性に及ぼす活性元素の影響2009

    • Author(s)
      吉原美知子, 楊麗紅, 三浦憲司
    • Journal Title

      材料の科学と工学 46

      Pages: 32-37

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] TiAl系合金の酸化皮膜はく離挙動2009

    • Author(s)
      吉原美知子, 田中悠, 片山三郎
    • Journal Title

      材料と環境 58(印刷中)

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] AEによるTiAl合金の酸化皮膜はく離挙動の観察2008

    • Author(s)
      鈴木周平, 吉原美知子, 三浦憲司
    • Organizer
      第15回日本材料科学会若手研究者討論会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2008-09-10
  • [Presentation] Scale Spallation Behavior of TiAl2008

    • Author(s)
      S. Suzuki, M. Yoshihara, K. Miura
    • Organizer
      JSSUME 2008
    • Place of Presentation
      Hamamatsu
    • Year and Date
      2008-08-25

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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