複合材料化したＣｏ－Ａｌ系酸化物分散強化（ＯＤＳ）耐熱材料の開発

• 研究課題/領域番号: 24360282
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造・機能材料
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 鵜飼 重治 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00421529)
• 研究分担者: 佐々木 泰祐 国立研究開発法人物質・材料研究機構 (30615993) ; 大野 直子 北海道大学, 大学院工学研究院, 助教 (40512489)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円); 2015年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2014年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2013年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2012年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
• キーワード: 耐熱材料 / コバルト合金 / ODS合金 / 酸化物粒子 / 高温強度 / 耐酸化性 / 加工・熱処理 / Co基合金 / 熱・エネルギー材料

研究成果の概要

新たな耐熱材料として、Co-Alベースの酸化物分散強化型（ODS）合金に着目して、熱力学計算ソフトによる成分設計、1000℃での強度試験と酸化試験を行った。Co-20Cr-10Al（wt%）は等量の硬質B2相とCo固溶体から成り、ナノ酸化物粒子（Y2Hf2O7、Y2Hf7O17、Al2O3）がAl濃度の高いB2相でより緻密分散した2相組織である。結晶粒サイズは1μm以下と微細であるため、1000℃の高温では粒界変形の影響を受ける。1000℃大気中ではα-Al2O3スケールが早期に生成し、優れた耐酸化性を発揮する。

研究成果

• [雑誌論文] Microstructure Characterization of Co-20Cr-(5, 10) Al ODS Superalloys (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Yu, S. Ukai, N. Oono and T. Sasaki
  • 雑誌名: Corrosion Science 巻: -
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effect of heat treatment on the hardness and microstructure in Co-3Al-1.5Y2O3-1.2Hf ODS alloy (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Sasaki, K. Takezawa, S. Ukai, N. Oono, S. Hayashi
  • 雑誌名: Materials Science and Engineering A601 (2014) pp. 139-144 巻: 601 ページ: 139-144
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effect of heat treatment on the hardness and microstructure in Co–3Al–1.5Y2O3–1.2Hf ODS alloy (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Sasaki, K. Takezawa, S. Ukai, N. Oono, S. Hayashi
  • 雑誌名: Materials Science & Engineering A 巻: 601
  • 査読あり
• [学会発表] Effects of Al and Cr contents on the high-temperature oxidation (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Yu, S. Ukai, N. Oono, S. Hayashi
  • 学会等名: 日本金属学会春季講演大会
  • 発表場所: 東京理科大学葛飾キャンパス
  • 年月日: 2016-03-23
• [学会発表] Mechanical characteristics of Co-20Cr-(5, 10) Al ODS Superalloys (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Yu, S. Ukai, N. Oono, S. Hayashi, T. Sasaki
  • 学会等名: 日本金属学会北海道支部冬季講演大会
  • 発表場所: 北海道大学工学部フロンティア応科学研究棟
  • 年月日: 2015-12-17
• [学会発表] High-Temperature Oxidation of Co-20Cr-(5, 10) Al ODS Superalloys (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Yu, S. Ukai, N. Oono, S. Hayashi
  • 学会等名: 日本金属学会秋季講演大会
  • 発表場所: 九州大学伊都キャンパス
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] High-Temperature Oxidation of Co-20Cr-(5, 10) Al ODS Superalloys in Air Condition (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Yu, S. Ukai, N. Oono, S. Hayashi
  • 学会等名: 日本金属学会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-20
• [学会発表] Microstructure characterization of Co-20Cr-(5, 10) Al ODS Superalloys (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Yu, S. Ukai, N. Oono
  • 学会等名: 日本金属学会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [学会発表] Co-Al基ODS合金の再結晶挙動 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山岸翔太朗、鵜飼重治、林重成、大野直子、佐々木泰祐
  • 学会等名: 公益社団法人日本金属学会秋期講演大会
  • 発表場所: 金沢大学（金沢市）
• [学会発表] 再結晶を利用したCo基ODS合金の結晶粒粗大化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山岸翔太朗、鵜飼重治、大野直子、林重成、佐々木泰祐
  • 学会等名: 日本金属学会北海道支部冬季講演大会
  • 発表場所: 室蘭工業大学(北海道)
• [学会発表] Co基ODS合金の結晶粒粗大化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山岸翔太朗、鵜飼重治、大野直子、林重成、佐々木泰祐
  • 学会等名: 日本金属学会北海道支部サマーセッション
  • 発表場所: 北海道大学(北海道)
  • 年月日: 2012-07-24
• [学会発表] Co基ODS合金の結晶粒粗大化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山岸翔太朗、鵜飼重治、大野直子、林重成、佐々木泰祐
  • 学会等名: 日本金属学会秋季講演大会
  • 発表場所: 愛媛大学(愛媛県)