| 研究概要 |
Fe-20Cr-4Al、Fe-20Cr-4Al-0.1(Y,Pr,Gd,Ho,Ti,Zr,Hf)およびFe-20Cr-4Al-0.5(Y,Pr,Gd,Ho,Ti,Zr,Hf)合金について、酸素中赤外加熱により1523Kまで6分間で昇温し5分間保持後20分間冷却(323K)を1サイクルとして10サイクルの高温サイクル酸化を行い、次の結果を得た。1.Fe-20Cr-4Al合金では冷却過程で酸化皮膜は剥離し、6サイクル以降で質量変化量は低減し始めた。一方、他の活性元素添加合金ではいずれの合金でも酸化皮膜の密着性が改善され、サイクル数の増大とともに質量増加量は大きくなった。これらの中で特に0.1%Hfおよび0.1%Y添加合金の質量増加量が小さく、また0.5Zr添加合金の質量増加量が著しく大きかった。2.酸化皮膜はいずれの合金でもおおむねα-Al_2O_3が支配的であったが、活性元素添加合金では、Y_3Al_5O_<12>,PrAlO_3,GdAlO_3,HoAl_5O_<12>,TiAl_2O_5,ZrO_2,HfO_2などが認められた。3.酸化皮膜形態はTiを除く活性元素添加合金でおおむね平滑であるが、Ti添加合金では凹凸を示した。
Ni-20Cr-1Si合金およびこれにY,Y_2O_3,CeO_2およびAl_2O_3をSputteringにより被覆したNi-20Cr-1Si合金についても同様の条件で高温サイクル酸化を行い、次の結果を得た。1.Ni-20Cr-1Si合金では5サイクル以降で質量変化量が低減し始め8サイクル以降では負の値を示した。このことは合金上に生成した酸化皮膜の冷却過程における剥離に帰される。一方、他の合金の10サイクル後の質量変化量はいずれの合金でも正の値を示し、CeO_2-<Y_2O_3-=Y-<Al_2O_3-被膜Ni-20Cr-1Si合金の順に増大した。2.SEMよりY-およびY_2O_3-被膜Ni-20Cr-1Si合金上の酸化皮膜はおおむね同様の形態を示し、微細な粒状酸化物であった。CeO_2-およびAl_2O_3-被膜Ni-20Cr-1Si合金でも合金表面は粒状酸化物で覆われ、その大きさはY-=Y_2O_3-<CeO_2-<Al_2O_3-被覆合金の順に増大した。
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