研究課題
基盤研究(B)
ジェットエンジンやガスタービンの動静翼等、高温下で用いられるNi基超合金の耐酸化特性を向上させる手段の1つとしてA1の拡散浸透処理(アルミナイジング)が挙げられる。本研究ではNi基単結晶超合金を母材とし、Ir基合金を被覆した材料を中心として、1.アルミナイジング条件とAlの濃度分布、それに伴う組織変化について系統的に調べ、H.耐酸化特性、高温における機械的特性との相関について検討するとともに、皿.アルミナイジングに伴う組織変化を予測する数値計算手法を開発することを目標した。1、皿に関しては、Ptに30から50at%のIrを添加した合金をマグネトロンスパッタリング法、或いは電気めっき法によって被覆した後1273K、5hの条件でアルミナイズを施した材料が高温酸化特性、高温腐食特性いずれも良好であり、Hfの微量添加によってその特性はさらに良好になることを明らかにした。また、基材表面の前処理条件によってアルミナイズによる基材の組織変化に方位依存性が生じることを世界で始めて明らかにし、機械加工をした表面にアルミナイズを施すと2次反応層(Secondary Reaction Zone: SRZ)と呼ばれるTCP相析出領域が<110>{001}方位でもっとも顕著で、<100>{001}方位では抑制されるということを明らかにした。また、皿に関しては、フェーズフィールド法を用いた予測を試みNi-Al2元系のγ/γ'2相組織の基材に直接アルミナイジング処理を行う場合と、Irコーティングありの場合ではβ相の析出形態が異なることを再現した。
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