β-NiAl/α－Cr複層コーティング膜を形成したNi-40Cr合金の高温酸化に対する第3元素添加の影響

摘要

Ni-40Cr－3X合金（X（at％）＝Ta，Nb，Ti, Zr，V，Ru，Rh，Re，Ir, and Pt）に対して，Niめっき，アルミパックセメンテーションを行った後，大気中1373K，86.4ksの熱処理を行って，β－NiAl/α-Crの複層構造を有するコーティング膜を形成させた。 これらの合金について2332.8ksまで大気中，1273Kでサイクル酸化試験を実施した。 酸化増量は酸化時間の経過に伴っていったん増加した後，減少に転じた。 この増加から減少に転ずる時間（遷移時間）は，Ta，Ti，Nb，Pt，Ir，V，Re，Rh，Ruの順に長くなったが，Zr添加では，スケールの剥離は見られなかった。 Zr添加合金では酸化増量の時間変化は，酸化試験終了時まで放物線則に従って増加し，kp＝1.2 × 10~(-10)kg~2m~(-4)s~(-1)を示した。 一方，Re添加合金では，スケール剥離を伴って，大きく質量が減少した。 α-Cr層の厚さは，Zr添加合金では，酸化試験前後で30μmから10μmへ減少したのに対し，Re添加合金では，酸化試験前後で20μmとほとんど変化しなかった。これは，Re添加合金で形成したα-Cr層に8～10at％のReが含有していたためであると推定される。