報告書番号

W01014

タイトル（和文）

ガスタービンコーティング層の耐久性評価に関する研究 -Al拡散処理CoNiCrAlYコーティングの劣化予測手法に関する検討-

タイトル（英文）

High Temperature Durability of Sprayed Coatings for Gas Turbines - Studying on a Prediction Method of Degradation Time of Microstructure in Aluminized CoNiCrAlY Coating -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

ガスタービン用Al拡散処理CoNiCrAlYの劣化予測式を確立するため、Al拡散処理CoNiCrAlYの酸化挙動および組織劣化挙動を調べた。Al拡散処理層内では温度の上昇および時間の経過とともに、低Al濃度(3～5wt.%)相であるCoNiCr相が島状に生成・成長していくことが明らかになった。Al拡散処理層が全て低Al濃度相に変化した状態を劣化と定義し、低Al濃度相の成長挙動を定量化したところ、Al拡散処理CoNiCrAlYの劣化予測が可能になった。低Al濃度相の成長挙動はアレニウス型の温度依存性を有しており、劣化予測式は温度の関数として表される。劣化予測の結果、Al拡散処理CoNiCrAlYは950℃以下の温度ならば劣化までに10万時間以上を要すことが明らかになり、LNG焚き実機環境において十分な耐酸化性を有していると考えられた。

概要 （英文）

In order to establish a prediction method of degradation time of the microstructure in aluminized CoNiCrAlY coatings for gas turbines, the high temperature oxidation and degradation behavior of the low pressure plasma sprayed CoNiCrAlY coating was investigated. In the aluminized zone, it was found that the low aluminium(Al) concentration phase mostly made of cobalt(Co), nickel(Ni), chromium(Cr) gradually grows and replaces the high Al concentration phase mostly made of Co, Ni, Al with increasing temperature and aging time. That behavior means that the oxidation resistance of the aluminized CoNiCrAlY degrades when the CoNiCr phase replaces the CoNiAl phase completely. The degradation time can be predicted by quantifying the behavior that the CoNiCr phase grows in the aluminized zone in the CoNiCrAlY. That behavior has an Arrhenius type dependence on the temperature, so that the prediction equation to estimate the degradation time is expressed as the function of temperature. As a result of prediction, it seems that the aluminized CoNiCrAlY has satisfying oxidation resistance for the gas turbine using LNG fuel, because it can be predicted that the degradation time is more than 100,000 hours when the temperature is lower than 950℃ at the surface.

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