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2005 年度 実績報告書

ナノ組織に着目した高効率ガスタービン用高温保安部品の安全科学研究

研究課題

研究課題/領域番号 17360046
研究機関東北大学

研究代表者

小川 和洋  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (50312616)

研究分担者 庄子 哲雄  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80091700)
三浦 英生  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90361112)
駒崎 慎一  室蘭工業大学, 工学部, 助教授 (70315646)
玉川 欣治  東北大学, 大学院・工学研究科, 技術補佐員 (30005368)
佐藤 康元  東北大学, 大学院・工学研究科, 講師(研究機関研究員) (30396460)
キーワードガスタービン / 経年劣化 / Ni基超合金 / 熱遮蔽コーティング / ナノ組織
研究概要

初年度である平成17年度には、ガスタービン用保安部品の材料劣化メカニズムの解明に着手した.材料劣化評価は,Ni基超合金基材およびNi基超合金+熱遮へいコーティング(TBC)について評価を実施した.
Ni基超合金基材の材質劣化メカニズム解明に関しては,Ni基超合金を構成している母相である_'相と析出強化相である_相に関し、クリープに伴う劣化メカニズムの検討を行った.特に,クリープ寿命比を変化させた試料に関し,合金元素のナノオーダーの偏析をオージェ電子分光装置(AES)により評価した.また,応力の負荷・無負荷による合金元素の偏析に関しても評価を行った.その結果,クリープ寿命消費に伴い,CrおよびCoがγ/γ'界面近傍に偏析することを明らかにした.この偏析がクリープ中の粒内き裂の進展パスになる可能性が示唆された.また,熱のみで応力無負荷の試料に関しては,合金元素の偏析は認められず,偏析が応力により発生することを明らかにした.
TBCの劣化に関しては,TBC/ボンドコート界面に成長する酸化物が高温・高応力負荷環境下では拡散が加速され,厚く成長することを明らかにした.また,応力の効果を含む酸化皮膜成長予測式を提案し,応力負荷によって,無負荷の場合よりも20%程度酸化皮膜が厚くなることを示した.
さらに,高周波の電磁波を用いたTBC/ボンドコート界面に成長する酸化物の非接触非破壊評価手法の開発に着手し,各層の反射信号から酸化物生成・成長を非破壊で評価することの可能性を見いだした.この結果を受け,来年度は酸化物の定量的非破壊評価を実施する.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2006 2005

すべて 雑誌論文 (5件)

  • [雑誌論文] Application of Mechanically Ground and Refractory Ultra-Fine Powders For Thermal Barrier Coatings2006

    • 著者名/発表者名
      K.Ogawa, O.Solonenko, Y.Ichikawa, M.Tanno, V.Poluboyarov, A.Cherepanov, A.Lapin, T.Shoji
    • 雑誌名

      Proceedings of 18thInternational Conference on Surface Modification Technologies (In press)

  • [雑誌論文] NDE of Artificial and Natural Cracks in Alumina Ceramics by a High-Frequency Signal Transmission Characteristics Technique2005

    • 著者名/発表者名
      Mikiko Suzuki, Kazuhiro Ogawa, Tetsuo Shoji
    • 雑誌名

      The Third US-Japan Symposium on Advancing Applications and Capabilities in NDE

      ページ: 394-400

  • [雑誌論文] Characterization of oxide film formed on austenitic stainless steel by in-situ Micro Raman Spectroscopy2005

    • 著者名/発表者名
      A.Kai, Y.Terayama, K.Ogawa, T.Shoji
    • 雑誌名

      KEY ENGNEERING MATERIALS Vols.297-300

      ページ: 2806-2812

  • [雑誌論文] Development on stress monitoring method for measurement of cyclic stress of railway axles2005

    • 著者名/発表者名
      S.J.Kwon, K.Ogawa, T.Shoji
    • 雑誌名

      KEY ENGNEERING MATERIALS Vols.297-300

      ページ: 84-89

  • [雑誌論文] Evaluation of Thermal Aging Embrittlement in DS Ni-Base Superalloy by Small Punch Test2005

    • 著者名/発表者名
      S.Komazaki, T.Shoji, K.Takamura
    • 雑誌名

      Journal of Engineering Materials and Technology 127

      ページ: 476-482

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公開日: 2007-04-02   更新日: 2016-04-21  

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