種々のガス雰囲気におけるTiAlの高温腐食特性に関する研究

TiAl在各种气体气氛下的高温腐蚀特性研究

• 批准号: 04650650
• 负责人: 谷口 滋次
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 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-04650650/
• 关键词: 金属間化合物; TiAl; 高温酸化; 酸素ガス; 窒素ガス; 炭酸ガス; 酸化スケール

金属間化合物TiAlの板状(約15×10×1mm)の試料を次の7種類の雰囲気(O_2,80%N_2-20%O_2,50%N_2-50%O_2,CO_2,90%N_2-10%CO_2,95%N_2-5%CO_2,79%N_2-20%O_2-1%CO_2)で種々の時間高温酸化し、速度論的および組織学的検討を加え次の結果を得た。酸化温度は主に1200Kで、酸化時間は最長200ksまでである。速度論的試験には、酸化に伴う質量変化を連続的に測定できる熱天秤を用い、組織学的調査にはX線回折、走査電子顕微鏡、エネルギー分散分析、光電子分光法を用いた。純酸素および窒素を含む酸素中での酸化試験の結果、窒素はTiAlの高温酸化挙動に影響を及ぼさないことが明かとなった。酸化曲線はいずれの雰囲気でもほぼ同じであり、スケールの構造的な特徴も同様であった。スケールは比較的薄い外側のルチル層(外層)と内側のルチルとアルミナの混合した層(内層)から成っており、外層と内層の界面近傍に比較的大きな気孔が断続的に存在する。その界面近傍ではアルミナは濃化しているが、連続層を形成するほどではない。また、予想される窒化物は検出されなかった。一方、炭酸ガスおよび5%以上の炭酸ガスを含む雰囲気では、純酸素中と比較して、酸化は加速され、酸化増量は炭酸ガス濃度が高くなるほど大きくなる。この場合、形成されるルチル層の外表面にはさらに半球状のルチルが点在し、独特な形態となった。さらに、ルチル層の下に形成されるルチルとアルミナの混合した層は非常に細かい気孔を多数含んでいる。これらの点を除けば、いずれの雰囲気においても、形成されるスケールの構造は基本的には同じであるが、その成長速度が変化する。また、炭化物の形成は確認できなっかた。さらに、1%炭酸ガスを含む雰囲気中では、酸化挙動は純酸素中と同様であった。

将金属间化合物TiAl的板状样品（约15 x 10 x 1 mm）暴露于以下七种气氛（O_2、80%N_2-20%O_2、50%N_2-50%O_2、CO_2、90 %N_ 2-10%CO_2、95%N_2-5%CO_2、79%N_2-20%O_2-1%CO_2)进行不同时期的高温氧化，并进行动力学和组织学研究，得到以下结果。氧化温度主要为1200K，氧化时间长达200ks。对于动力学测试，使用可以连续测量氧化引起的质量变化的热天平；对于组织学研究，使用X射线衍射、扫描电子显微镜、能量色散分析和光电子能谱。纯氧和含氮氧中的氧化试验表明，氮不影响TiAl的高温氧化行为。两种气氛中的氧化曲线几乎相同，氧化皮的结构特征也相似。鳞片由较薄的金红石外层（外层）和金红石与氧化铝混合的内层（内层）组成，外层与内层界面附近断续存在较大的孔隙。氧化铝集中在界面附近，但不足以形成连续层。此外，没有检测到预期的氮化物。另一方面，在含有二氧化碳气体或二氧化碳气体5％以上的气氛中，与纯氧相比，氧化加速，并且氧化增重随着二氧化碳浓度的增加而增加。在这种情况下，形成的金红石层的外表面进一步点缀着半球形金红石，使其具有独特的形状。此外，在金红石层下形成的金红石和氧化铝的混合层含有许多非常细小的孔。除此之外，两种气氛中形成的规模结构基本相同，但增长率有所不同。此外，无法确认碳化物的形成。此外，在含有1%二氧化碳的气氛中，氧化行为与纯氧中相似。