報告書番号

W97017

タイトル（和文）

ガスタービン用コーティング層の熱特性第１報コーティング層と耐熱超合金の熱物性測定および新旧材の比較

タイトル（英文）

ESTIMATION OF THERMOPHYSICAL PROPERTIES OF COATING LAYERS FOR GAS TURBINE HOT PARTS PART 1: MEASUREMENT OF THERMOPHYSICAL PROPERTIES OF COATING LAYERS AND SUPERALLOY, AND COMPARISON BETWEEN VIRGIN AND AGED MATERIAL

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

ガスタービン高温部品の実使用条件での温度を精度良く求めるためには，高温部品材料の熱物性を明らかにすることが必要である。このため，高温部品材料の熱物性測定および経年的な熱物性変化について検討した。主な成果は以下の通りである。（１）従来計測が困難であったコーティング層の熱物性測定手法を確立し，高温部品の新材および実機経年材の熱伝導率，熱拡散率，比熱，熱膨張率を測定した。（２）実機で１２０００時間使用した■熱コーティング層の熱伝導率は，新材に比べて１０～１５％程度大きかった。この原因は■熱コーティング層の緻密化によるものと考えられる。（３）実機で３８０００時間使用した動翼材の熱伝導率は新材に比べて，５～１０％大きかった。この原因は材料組織の変化によるものと推測される。今後は，材料劣化状態と熱物性変化の関連を調べ，材料劣化の定量的評価手段として熱物性変化の利用を検討していく。

概要 （英文）

TO APPROACH THE ACTUAL TEMPERATURE OF GAS TURBINE HOT PARTS, IT IS ESSENTIAL TO MAKE CLARIFY THE THERMOPHYSICAL PROPERTIES OF HOT-PART MATERIALS. THEREFORE, WE MEASURED THE THERMOPHYSICAL PROPERTIES OF HOT-PART MATERIALS AND EXAMINED AGING CHANGES IN THERMOPHYSICAL PROPERTIES. THE MAIN RESULTS ARE AS FOLLOWS: (1)A METHOD FOR MEASURING THE THERMOPHYSICAL PROPERTIES OF COATING LAYERS, WHICH HAS BEEN DIFFICULT TO MEASURE SO FAR, WAS ESTABLISHED. THERMAL CONDUCTIVITY, THERMAL DIFFUSIVITY, SPECIFIC HEAT, AND THERMAL EXPANSION OF VIRGIN AND AGED HOT PARTS WERE MEASURED. (2)THE THERMAL CONDUCTIVITY OF A THERMAL BARRIER COATING AGED 12,000 HOURS IN AN ACTUAL GAS TURBINE WAS 10% TO 15% HIGHER THAN VIRGIN MATERIAL. IT IS BELIEVED TO HAVE INCREASED BECAUSE THE THERMAL BARRIER COATING HAD BECOME DENSER. (3)THE THERMAL CONDUCTIVITY OF BLADE MATERIAL AGED 38,000 HOURS IN AN ACTUAL GAS TURBINE WAS 5% TO 10% HIGHER THAN VIRGIN MATERIAL. IT IS BELIEVED TO HAVE INCREASEDBECOUSE THE STRUCTURE HAD CHANGED. IN THE FUTURE, THE RELATIONSHIP BETWEEN MATERIAL DEGRADATION AND THE CHANGE IN THERMOPHYSICAL PROPERTIES WILL BE INVESTIGATED, AND USE OF THERMOPHYSICAL PROPERTIES TO ESTIMATE DEGRADATION WILL BE EXAMINED.

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