Ir基超高温材料の相安定性と設計指針の確立―1500℃に耐える次世代超合金―

建立Ir基超高温材料的相稳定性和设计指南 - 可耐1500℃的下一代高温合金 -

基本信息

  • 批准号:
    21656168
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.05万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
  • 财政年份:
    2009
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2009 至 2010
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

現在、航空機エンジンや産業用ガスタービン等の熱機関の高温部は主にNi基超耐熱合金が用いられているが、エネルギー高効率化やCO_2排出削減、省資源といった環境に対する配慮から、1000℃以上でも無冷却で使える超高温材料が次世代の材料として望まれている。そのような状況の中、Pr、Ir、Rhなどの白金族元素は次世代耐熱合金として研究が行われている。本研究は、高融点の白金族元素Irに着目し、Ni基超耐熱合金と同様のγ/γ'強化型の新しいIr-Al-W基超高温材料の研究を行った。高温におけるγ/γ'2相組織の組織安定性を調査するため、Ir-Al-W、Ir-Al-W-Ni、Ir-Al-W-Co、IrAl-W-Fe合金を1200~1300℃で熱処理をしてSEMにより組織変化を調査した。いずれの合金系においても、組成に依存してγ'相の粗大化が観察された。格子定数を調査したところ、γ/γ'相の格子ミスマッチが大きくなるとγ/γ'整合組織が崩れ、組織の粗大化が起こることがわかった。また、Ir-Al-W-Ni、Ir-Al-W-Co、Ir-Al-W-Fe合金の種々のNi、Co、Fe添加量と室温及び高温における強度との関係を調査した。γ'相を微細析出させたIr-Al-X合金において熱処理条件を検討した結果、適切な添加量と熱処理条件を選択することで、1000℃で800MPa,1500℃で600MPaの優れた高温強度が得られた。
Nowadays, Ni-based superalloys are mainly used in high-temperature parts of thermal devices such as aircraft engines and industrial gasstationes. Due to the high efficiency of the alloy and the reduction of CO_2 emissions, resource conservation and environmental considerations, there is no cooling above 1000 ° C, making these ultra-high temperature materials desirable for the next generation of materials. The platinum group elements of Pr, Ir, Rh and other metals in the next generation of heat-resistant alloys are studied. In this paper, the study of Ir and Ni based superalloys with high melting point and γ/γ'strengthened Ir-Al-W based superalloys is carried out. Investigation of microstructure stability of γ/γ'2 phase structure under high temperature, Ir-Al-W, Ir-Al-W-Ni, Ir-Al-W-Co, IrAl-W-Fe alloy under heat treatment at 1200~1300℃ and SEM. The alloy system in the middle of the film depends on the composition and the coarsening of γ'phase. Lattice fixed number investigation, γ/γ'phase lattice, γ/γ' integrated organization, collapse, organization, coarsening The relationship between Ni, Co, Fe addition and strength at room temperature and high temperature was investigated for Ir-Al-W-Ni, Ir-Al-W-Co, Ir-Al-W-Fe alloys. Ir-Al-X alloy heat treatment conditions for fine precipitation of γ'phase were investigated. The results showed that the optimum addition amount and heat treatment conditions were 800MPa at 1000℃ and 600MPa at 1500℃.

项目成果

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科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Ir-Al-W3元系状態図とγ'相析出強化合金の機械的性質
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    大森俊洋;牧野孔明;及川勝成;大沼郁雄;貝沼亮介;石田清仁
  • 通讯作者:
    石田清仁
Phase Stability of γ' Phase in Ir-Al-W-X System
Ir-Al-W-X体系中γ相的相稳定性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    T.Omori;K.Makino;I.Ohnuma;R.Kainuma;K.Ishida
  • 通讯作者:
    K.Ishida
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知道了