• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2012 Fiscal Year Annual Research Report

耐熱合金の高温水蒸気酸化機構と高温エネルギー変換の高効率化

Research Project

Project/Area Number 21246108
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

丸山 俊夫  東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (20114895)

Project Period (FY) 2009-04-01 – 2013-03-31
Keywords耐熱合金 / 耐熱鋼 / 高温水蒸気酸化 / 火力発電 / 水素 / プロトン / 内部酸化/外部酸化 / 水素透過能
Research Abstract

1)鉄系酸化物中への水素の溶解形態と透過能
昨年度に決定したPt-Fe合金中のFeの活量と濃度の関係を用いて、Pt-Fe合金の高温酸化により、既知の厚さのFeOおよびFe3O4の単相膜を作製し、その酸化物中の水素透過能を973Kで測定した。Pt-Fe合金の両側に適切な組成のH2-H2O混合ガスを流して、酸化皮膜は形成させた後、片側を酸化に用いたH2-H2O混合ガスと同一の酸素分圧になるCO-CO2混合ガスに置き換えて、均一な酸素ポテンシャルのもとで、水素ポテンシャル勾配を付けて水素透過能を測定した。FeOおよびFe3O4の水素透過能は、鉄中のそれに比べて二桁程度小さいが、火力発電プラントの実際の配管の厚さ(10~20mm)から考えると、水素の透過は鋼管中の水素透過に支配されることを示唆した。
2)高温酸化に及ぼす水蒸気の影響に関するまとめ
①Fe-Cr合金の高温酸化において、水蒸気は内部酸化から外部酸化への遷移を遅らせて、耐酸化性を損なうことを明らかにできた。これは合金の耐高温酸化性に関して、最も重要な因子であるので、実用的に大きな知見である。②酸化皮膜の成長速度を変化させるほどのプロトンが溶解するかどうかについては研究を継続する必要がある。③皮膜の剥離・破壊現象については、水蒸気の雰囲気中では亀裂の発生頻度が極めて増加し、生成する酸化物が脆くなることを示唆した。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (12 results)

All 2012 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (9 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] The Effect of Water Vapor on the Transition from Internal to External Oxidation of Austenitic Steels at 1073 K2012

    • Author(s)
      M. Ueda, Y. Inoue, H. Ochiai, M. Takeyama, T. Maruyama
    • Journal Title

      Oxidation of Metals

      Volume: 012 Pages: 1-10

    • DOI

      DOI 10.1007/s11085-012-9350-2

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of water vapor on the oxidation of Fe-13Cr-5Ni martensitic alloy at 973 K2012

    • Author(s)
      L. Liu, Z. G. Yang, C. Zhang, M. Ueda, K. Kawamura, T. Maruyama
    • Journal Title

      Corrosion Science

      Volume: 60 Pages: 90-97

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 1073 KにおけるNi-Cr合金の内部酸化層中における酸素透過に及ぼす水蒸気の影響2012

    • Author(s)
      倉田芳匡,上田光敏,河村憲一,丸山俊夫
    • Journal Title

      耐熱金属材料第123委員会研究報告

      Volume: 53 Pages: 187-193

  • [Presentation] Detection of Cracking in Growing Oxide Scales Using ZrO2 Oxygen Sensor in High Temperature Steam Oxidation2012

    • Author(s)
      K. Yamada, M. Ueda, K. Kawamura, T. Maruyama
    • Organizer
      16th Asian Pacific Corrosion Control Conference
    • Place of Presentation
      CROWNE PLAZA(Kaohsiung, Taiwan)
    • Year and Date
      20121021-20121024
  • [Presentation] The effect of Water Vapor on the Distribution of Oxide Precipitates during Internal Oxidation of Ni-5Cr Alloy at 1073 K2012

    • Author(s)
      M. Ueda, Y. Kurata, K. Kawamura and T. Maruyama
    • Organizer
      PRiME2012, High Temperature Corrosion Materials Chemistry 10
    • Place of Presentation
      Hawaii Convention Center and the Hilton Hawaiian Village(USA)
    • Year and Date
      20121007-20121012
  • [Presentation] Oxygen Activity Distribution from Atmosphere to Scale Surface on High Temperature Oxidation of Iron2012

    • Author(s)
      K. Kawamura, S. Sonota, M. Ueda, T. Maruyam
    • Organizer
      PRiME2012, High Temperature Corrosion Materials Chemistry 10
    • Place of Presentation
      Hawaii Convention Center and the Hilton Hawaiian Village(USA)
    • Year and Date
      20121007-20121012
  • [Presentation] In situ observation of breakaway oxidation in the early stage of steam oxidation of austenitic steel at 973 K (Poster presentation)2012

    • Author(s)
      A. Okubo, M. Ueda, K. Kawamura, M. Takeyama and T. Maruyama
    • Organizer
      European Federation of Corrosion Workshop, Beyond Single Oxidants
    • Place of Presentation
      DECHEMA(Frankfurt am Main, Germany)
    • Year and Date
      20120919-20120921
  • [Presentation] The Effect of Water Vapor on the Transition from Internal to External Oxidation of Austenitic Steels at 1073 K2012

    • Author(s)
      M. Ueda, Y. Inoue, H. Ochiai, M. Takeyama and T. Maruyama
    • Organizer
      8th International Symposium on High-Temperature Corrosion and Protection of Materials
    • Place of Presentation
      Les Embiez(France)
    • Year and Date
      20120520-20120525
  • [Presentation] 素過程からみた耐熱鋼の高温水蒸気酸化

    • Author(s)
      上田光敏,丸山俊夫,竹山雅夫
    • Organizer
      第152回日本金属学会講演大会
    • Place of Presentation
      東京理科大学(東京都)
    • Invited
  • [Presentation] 1073KにおいてFe-Cr-Ni合金に形成する内部酸化層中の酸素透過に及ぼす水蒸気の影響

    • Author(s)
      上田光敏,落合彦太郎,井上雄基,竹山雅夫,丸山俊夫
    • Organizer
      第59回材料と環境討論会
    • Place of Presentation
      旭川市大雪クリスタルホール(北海道)
  • [Presentation] 973 KにおけるFe-20Cr-30Ni-2Nb (at.%)鋼の初期水蒸気酸化挙動のその場観察

    • Author(s)
      大久保歩,上田光敏,河村憲一,竹山雅夫,丸山俊夫
    • Organizer
      第59回材料と環境討論会
    • Place of Presentation
      旭川市大雪クリスタルホール(北海道)
  • [Presentation] The Equilibrium Oxygen Partial Pressure between Palladium-Iron Alloy and Iron-Oxide at 973 K to 1123 K

    • Author(s)
      T. Kurniawan, M. Ueda, K. Kawamura, T. Maruyama
    • Organizer
      第151回日本金属学会講演大会
    • Place of Presentation
      愛媛大学(愛媛県)

URL: 

Published: 2014-07-24  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi