- Address
- 305-0047 茨城県つくば市千現1-2-1 [アクセス]
学生受け入れ中
研究内容
- Keywords
Ni基単結晶超合金、Ni基鍛造超合金、耐酸化コーティング
出版物2004年以降のNIMS所属における研究成果や出版物を表示しています。
論文
- Chihiro Tabata, Kyoko Kawagishi, Jun Uzuhashi, Tadakatsu Ohkubo, Tadaharu Yokokawa, Hiroshi Harada, Shinsuke Suzuki. Unveiling the Mechanism of Improved Oxidation Resistance for CaO Crucible Melting Using Ni-Al Alloy. Metallurgical and Materials Transactions A. 53 [7] (2022) 2452-2458 10.1007/s11661-022-06678-2
- Takahide Horie, Kyoko Kawagishi, Yuji Takata, Tadaharu Yokokawa, Shinsuke Suzuki, Hiroshi Harada. Creep Durability of Ni-Base Single Crystal Superalloy Containing Pb Impurity. Metallurgical and Materials Transactions A. 53 [7] (2022) 2627-2641 10.1007/s11661-022-06692-4
- MORI, Yuhi, KAWAGISHI, Kyoko, HARADA, Hiroshi, OSADA, Toshio, YUYAMA, Michinari, TAKATA, Yuji, OSAWA, Makoto, IKEDA, Ayako. Creep property of powder metallurgy Ni-base turbine disc superalloy designed from a conventionally cast superalloy, TM-47. Proceedings of International Gas Turbine Congress 2019. (2019) 103
書籍
- Kyoko Kawagishi, Chihiro Tabata, Takuya Sugiyama, Tadaharu Yokokawa, Jun Uzuhashi, Tadakatsu Ohkubo, Yuji Takata, Michinari Yuyama, Shinsuke Suzuki, Hiroshi Harada. Suppression of Sulfur Segregation at Scale/Substrate Interface for Sixth-Generation Single-Crystal Ni-Base Superalloy. Superalloys 2020. Springer International Publishing, 2020 10.1007/978-3-030-51834-9_78
会議録
- 森 雄飛, 川岸 京子, 長田 俊郎, 原田 広史, 湯山 道也, 高田 裕治, 大澤 真人, 池田 亜矢子. 第1世代Ni基単結晶超合金TMS-209Bを用いたタービンディスク向け粉末冶金合金の開発. 第47回日本ガスタービン学会定期講演会講演論文集. (2019) A-4
- 小林信一, OSADA, Toshio, ONO, Yoshinori, II, Seiichiro, KAWAGISHI, Kyoko, 伊達 正芳, 大野 丈博. Fatigue behavior of a Ni-Co base superalloy for turbine disc applications. Proceedings of the International Gas Turbine Congress 2019 Tokyo. (2019) 172-1-172-4
- Tadaharu Yokokawa, Hiroshi Harada, Kyoko Kawagishi, Toshiharu Kobayashi, Michinari Yuyama, Yuji Takata. Advanced Alloy Design Program and Improvement of Sixth-Generation Ni-Base Single Crystal Superalloy TMS-238. Superalloys2020. (2020) 122-130 10.1007/978-3-030-51834-9_12
口頭発表
- 川岸京子. EQコーティングを用いた先進単結晶超合金のための遮熱コーティングシステム開発. 第43回日本ガスタービン学会定期講演会. 2015
- KAWAGISHI, Kyoko. DEVELOPMENT OF LOW OR ZERO-RHENIUM HIGH-PERFORMANCE NI-BASE SINGLE CRYSTAL SUPERALLOYS FOR JET ENGINE AND POWER GENERATION APPLICATIONS. 13th International Symposium on Superalloys. 2016
- 田畑 千尋, 前田太陽, 長田 俊郎, 尾崎伸吾, 川岸 京子, 鈴木進補. ナノインデンテーションによるAl2O3/Ni基界面応力評価と有限要素解析. 日本金属学会2025年春期第176回講演大会. 2025
その他の文献
- 長田 俊郎, 大澤 真人, 森 雄飛, 池田 亜矢子, 原田 広史, 小幡 卓眞, 川岸 京子. 高圧ディスク用新規Ni-Co 基超合金の開発. 第52回日本ガスタービン学会定期講演会講演論文集. 2024年 (2024) 1-5 Open Access
- 長田 俊郎, 小山敏幸, ブルガリビッチ ドミトリー, 源 聡, 大澤 真人, 渡邊 誠, 川岸 京子, 出村 雅彦. マテリアルズインテグレーションシステムMIntを活用したγ' 相析出型Ni基合金の仮想熱処理実験. 第51回日本ガスタービン学会定期講演会プロシーディングス. 51 (2023) 1-4
- 長田 俊郎, 川岸 京子. 航空機エンジン用Ni基超合金の設計とプロセス. ふぇらむ. 28 [10] (2023) 32-39
所属学会
日本金属学会, 日本ガスタービン学会
受賞履歴
- 日本金属学会功績賞 (2019)
- 平成26年度科学技術分野の文部科学大臣表彰科学技術賞開発部門 (2014)
- 第13回山崎貞一賞 (2013)
構造材料研究センター
高性能Ni基超合金の開発
Ni基超合金、高温クリープ、熱疲労、耐酸化性
概要
航空用ジェットエンジンや発電用ガスタービンの効率向上のためには燃焼ガスの高温度化が必須であり、そのために、タービン材料の耐用温度の向上が求められている。当機構ではタービン翼材料として多くのNi基単結晶超合金を開発している。航空エンジン用先進単結晶超合金、発電ガスタービン用低コスト単結晶超合金、航空エンジンタービンディスク用鋳鍛造/粉末冶金超合金など、用途に応じて適切な材料設計を行い、開発合金の実用化に向けて特性評価を行う。
新規性・独創性
● 高温強度と耐酸化性の両立
● 高温強度と耐腐食性の両立
● 高温クリープ特性と熱疲労特性の両立
内容
左図は、縦軸に耐酸化性を表す指標を、横軸に1100℃/137MPaでのクリープ破断寿命をプロットしたものである。Ni基単結晶超合金は世代を上げるにつれ高温強度は向上してきたが、耐酸化性は低下する傾向にあった。そこで高温強度を維持しつつ、耐酸化性高向上させる元素を増やし、それらのバランスをとったものが第5世代以降の超合金である。TMS-238は、高温酸化特性とクリープ強度特性に優れた第6世代Ni基単結晶超合金であり、航空機エンジンの高圧タービン翼としての実用化が期待される。
右図は縦軸に熱疲労特性を、横軸に1100℃/137MPaでのクリープ破断寿命をプロットしたものである。発電タービンでは製造コストの面からReやRuの添加は望ましくないとされる。そこで、強化元素であるReを減らしつつクリープ強度特性と熱疲労特性に優れた低コストNi基単結晶超合金TMS-1700を開発した。現在、実用化に向けて検証が行われている。
まとめ
NIMSが開発したタービンブレード用単結晶超合金、タービンディスク用鋳鍛造/粉末冶金超合金は海外の汎用材料より優れた耐用温度を示し、その実用化によって燃料消費率の低減、CO2排出量の削減に貢献することができる。現在、それぞれの合金の実用化に向けて、リサイクル技術の開発、材料特性データベースの構築を行っており、さらに製造コスト抑制のためのプロセス改良、補修技術の開発などが課題として考えられる。
