金属間化合物の耐環境性

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04239107
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 柴田 俊夫 大阪大学, 工学部, 教授 (90001205)
• 研究分担者: 高杉 隆幸 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (20108567)
• キーワード: TiAl / 高温酸化 / 予備酸化 / アルミナ スケール / 添加元素 / イオン注入

研究概要

金属間化合物TiAlをCr_2O_3、SiO_2あるいはTiO_2粉末と共に石英管に真空封入し、1200Kで100ks予備酸化した。その結果、試料表面にAl_2O_3に富むスケールが形成され、その後の室温〜13OOKにおける繰り返し酸化において、酸化速度が非常に小さくなり耐酸化性が著しく向上した。
TiAlに0.2mass% ZrまたはHfを添加して、等温酸化試験を行った。これらの添加物は1300Kまでの温度範囲では、殆どAl_2O_3から成るスケールを形成し優れた耐酸化性を示した。酸化増量はこれまで報告されているものより小さかった。さらに、室温〜1300Kにおける繰り返し酸化においても酸化増量は極めて小さかった。しかし、1350K以上ではこの効果はなくなる。一方、Hfの添加量を増していくと、この効果は下がり、約5mass%付近で無添加の試料の酸化増量に近くなる。
TiAlにNbをイオン注入した試料を酸化した。この方法でもAl_2O_3に富むスケールが形成され、その後の等温酸化および室温〜1300Kにおける繰り返し酸化において、酸化増量が非常に小さくなり耐酸化性が著しく向上した。
ゾルゲル法を用いてTiAlにAl_2O_3被膜を施して酸化試験を行った。その結果、1200Kにおいては酸化増量を半分以下に低下させることがわかった。

研究成果

• [文献書誌] 谷口滋次,柴田俊夫,村上歩: "Improvement in Oxidation Resistance of TiAl by Preoxidation in a SiO_2-Powder Pack" Oxidation of Metals. 41. 103-113 (1994)
• [文献書誌] 谷口滋次,柴田俊夫,村上歩,千原勝彦: "Improvement in the Oxidation Resistance of TiAl by Preoxidation in a TiO_2 Powder Pack" Oxidation of Metals. 42. 17-29 (1994)
• [文献書誌] 谷口滋次,柴田俊夫,村上歩,千原勝彦: "Improvement in the Oxidation Resistance of TiAl by Preoxidation in a Cr_2O_3 Powder Pack" Mater Trans.JIM. 35. 616-622 (1994)
• [文献書誌] 赤井誠,谷口滋次,柴田俊夫: "Ti-14Al-21db合金の酸素中における高温酸化特性" 日本金属学会誌. 58. 1169-1176 (1994)
• [文献書誌] T.Takasogi and S.Hanada: "The Influence of Conetituent Elements and Atomic Crdermg on Hydrogen Embrittlement of Ni_3Fe Polycrystals" Intermetallics. 2. 221-224 (1994)
• [文献書誌] T.Takasogi S.Hanada: "The Influence of Residual Hydrogen and Moistare-Released Hydrogen on the Environmental Embrttlement of Ni_3(Al,Ti)Single Crystals" Acata Metallurgica et Materialia. 42. 3527-3534 (1994)