第3元素を含むTi-Al系金属間化合物の耐酸化性およびその改善

含第三元素Ti-Al金属间化合物的抗氧化性能及改进

• 批准号: 04239213
• 负责人: 吉原 美知子
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04239213/
• 关键词: 金属間化合物; TiAl; 高温酸化; 第3元素添加; 表面処理; 繰返し酸化; 耐酸化性改善

金属間化合物TiAlは軽量高温護造用材料として期待されているが、高温耐酸化性が不十分である。TiAlを実用化する場合、諸性質改善のため第3元素を添加する可能性が高い。本研究の目的は第3元素を含むTiAlの耐酸化性を明らかにし、さらにその改善をはかることである。本年度はまず耐酸化性改善に有効とされているNbあるいはWを含むTiAlについて、これらの元素が耐酸化性にあたえる影響を検討した。試料は化学量論組成のTiAlあるいはAl濃度が50at%のTiAlにNbを最大20at%まで添加した合金、およびWを最大2at%まで添加した合金とした。酸化試験は主に900℃および950℃で行い、静止大気中での繰返し酸化とした。また、低酸素分圧下熱処理による耐酸化性改善効果についても調べた。Nbを含むTiAlの耐酸化性は2元系TiAlより良好であり、10at%程度までは添加量が増すほど酸化流量は小さくなる。さらに添加量が多くなり約15at%を超えるとTiO_2・Nb_2O_5も生成され、酸化増量は比較的大きくなる。NbによりTiAlの耐酸化性が改善される理由は主としてNbがTiO_2の成長を抑制することであるが、Al_2O_3を連続的な外部酸化皮膜とする効果もあると推測される。Nbの添加量が少ない場合には耐酸化性改善の程度は小さいが、これにさらに低酸素分圧下熱処理を施すことによってすぐれた耐酸化性が得られる。この低酸素分圧下熱処理による耐酸化性改善効果は2元系TiAlの場合よりも長時間続き、この結果もNbがAl_2O_3外部酸化皮膜の形成を促進することを示唆する。W添加もNbの場合と類似した結果を示すが、添加量2at%までの範囲では添加量の多いほど耐酸化性改善効果は大きい。W添加量合金に低酸素分圧下熱処理を施した場合も大きな耐酸化性改善効果が得られ、第3元素の添加と低酸素分圧下熱処理を複合させることはTiAlの耐酸化性改善の手法としてきわめて有効と考えられる。

Intermetallics TiAl is expected to be used as a high temperature protective material, and its high temperature acid resistance is not very good. TiAl is highly likely to be used in applications where properties are improved and third elements are added. The purpose of this study is to improve the acid resistance of TiAl containing the third element. This year, the effect of acid resistance improvement was investigated. The stoichiometric composition of the sample is TiAl, Nb, Nb, W, Al, Nb, Nb, W, Nb, Nb, Acidizing test temperature is 900℃ to 950℃, and the temperature is still high. Heat treatment at low acid pressure improves acid resistance The acid resistance of Nb containing TiAl is good or 10 at %, and the acid flow rate is small. The amount of TiO_2·Nb_2O_5 added is about 15at% and the amount of acidification is relatively large. The main reason for the improvement of the acid resistance of Nb and TiAl is the inhibition of the growth of Nb and TiO_2, and the external acidification of Al_2O_3. When Nb is added in small amount, the degree of improvement of acid resistance is small, and when Nb is added in small amount, the acid resistance is improved. The heat treatment at low acid pressure improves the acid resistance of binary TiAl, and the formation of Nb Al_2O_3 outer acidified film is promoted. The results are similar when Nb is added. The range of Nb addition is 2at% and the acid resistance is improved greatly. W addition alloy for low acid component pressure heat treatment under the application of the situation, the third element to improve the acid resistance of TiAl method