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Ni基超合金へのTCP相による耐酸化・拡散バリヤー層の形成

研究課題

研究課題/領域番号 13875135
研究種目

萌芽的研究

配分区分補助金
研究分野 材料加工・処理
研究機関北海道大学

研究代表者

成田 敏夫  北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60001252)

研究期間 (年度) 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2001年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワードNi基超合金 / コーティング / Ni_2Al_3 / Cr相 / 高温酸化 / 拡散バリヤー / Re基合金 / Ni-Cr-W合金
研究概要

Ni基超合金はジェットエンジン、ガスタービンの翼材として使用されているが、燃焼ガス温度の上昇とともに、厳しい高温腐食にさらされており、耐高温酸化性に優れたコーティング皮膜の開発が望まれている。
本研究では、Ni基超合金に含まれているMo,W,Ta等の高融点金属とCr,Ni,Alからなる金属間化合物の二段プロセスにより製膜し、反応拡散挙動と熱サイクル酸化試験から、拡散バリヤーの候補合金について研究を進めた。得られた結果は、以下のように要約される。
Ni-40Cr合金とNi-40Cr-1W合金を用意し、まず、厚さ約10ミクロンのNiをめっきした。続いて、高活量Al蒸気拡散を850℃、5時間の条件で行った。その結果、Ni_2Al_3の外層とAlを多量に含むNi-Cr-Al合金が内層として形成した。この合金を1100℃、大気中で酸化すると、外層はNiAl層に、内層はNiを含むCr層に変化した。このCrへはAlの溶解度は0.3原子%であり、Alの拡散バリヤーとして機能することを明らかにした。一方、Ni-40Cr-1W合金に同様の皮膜を形成した後、酸化した。その結果、Ni-40Crと類似の皮膜層が形成したが、Cr層のAl濃度は0.1%程度と大変低く、Wの添加はより優れた拡散バリヤー能を有することを確認した。
これらの結果から、研究目的で提案したように、Reを代替する新しい拡散バリヤー層を提案することができた。

報告書

(1件)
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (1件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (1件)

  • [文献書誌] 成田敏夫, 吉田大助: "高活量Al蒸気拡散によるNi-Cr合金へのβ-NiAl/α-Cr複層被膜の形成"耐熱金属材料123委員会研究報告. 43巻1号. 79-88 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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