Reを含む高性能単結晶超合金の組成の最適化指針を得るため,Ni-10Cr-12Al-1.2Ti-2.6Ta-2.0W-0.7Mo(mol%)の7元系合金に0～1.00mol%Reを添加した一連の合金について,その相安定性を調べると共に,各合金元素のγ相およびγ'相への分配比の検討を行った.また,すでに著者らが設計したRe添加の高性能合金(Ni-1OCr-12Al-1.5Ti-2.1Ta-2.3W-0.8Mo-0.25Re,mol%)に0, 4.5, 9.0mol%Coを添加した合金についても,その相安定性を調べると共に各合金元素の分配比を調べ,Re添加合金の組成の最適化という観点からCoの効果を検討した.
(1)Ni-10Cr-12Al-1.2Ti-2.6Ta-2.0W-0.7Mo(mol%)合金のNiとReをそれぞれ0, 0.25, 0.40, 0.50,1.00mol%ずつ置換した合金における相安定性は,(a)0.25mol%Reが共晶γ'相の抑制限界,(b)0.40mol%Reがαおよびσ相の抑制限界,として整理できる.
(2)Ni-10Cr-12Al-1.2Ti-2.6Ta-2.0W-0.7Mo-0/0.25/0.40/0.50Re(mol%)合金において,Reはほとんどγ相中に固溶した.さらに,本合金系に0.25mol%より多くReを添加した際,合金組成の最適化を図るためには,Ni-10Cr-12Al-1.2Ti-2.6Ta-2.0W-0.7Mo-0.25Re(mol%)合金に比べ,Cr,W,Mo,Ta量の減少,Al量の増加を考えなければならない.
(3)Ni-10Cr-12Al-1.5Ti-2.1Ta-2.3W-0.8Mo-0.25Re-0/4.5/9.0Co(mol%)合金において,Coは相安定性を良好に保ちながらNiとほぼ完全に置換して,γおよびγ'相に固溶した.なお,Coを添加しても各合金元素の分配比は変化しなかった.従って,Ni-Cr-Al-Ti-Ta-W-Mo-Re系合金にCoを添加して合金組成の最適化を図ることは,高性能合金を得るうえで有効である.
