JP2003034832A - Ni3Al合金箔の製造方法 - Google Patents

Ni3Al合金箔の製造方法

Info

Publication number
JP2003034832A
JP2003034832A JP2001222466A JP2001222466A JP2003034832A JP 2003034832 A JP2003034832 A JP 2003034832A JP 2001222466 A JP2001222466 A JP 2001222466A JP 2001222466 A JP2001222466 A JP 2001222466A JP 2003034832 A JP2003034832 A JP 2003034832A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase
foil
alloy
alloy foil
solid solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2001222466A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3903168B2 (ja
Inventor
Toshiyuki Hirano
敏幸 平野
Masahiko Demura
雅彦 出村
Kyosuke Kishida
恭輔 岸田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute for Materials Science
Original Assignee
National Institute for Materials Science
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Institute for Materials Science filed Critical National Institute for Materials Science
Priority to JP2001222466A priority Critical patent/JP3903168B2/ja
Publication of JP2003034832A publication Critical patent/JP2003034832A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3903168B2 publication Critical patent/JP3903168B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温クリープ特性に優れる、Ni3Al相とNi固
溶体相との2相からなる2相合金の箔を製造する。 【解決手段】 Niを主成分とし、Alを5.0重量%以上12.2
重量%未満含有する化学組成の、Ni3Al相とNi固溶体相と
の2相からなる2相合金の一方向凝固インゴットを、圧
延率90%以上、厚さ200μm以下の箔に冷間圧延する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この出願の発明は、Ni3Al合
金箔の製造方法に関するものである。さらに詳しくは、
この出願の発明は、高温クリープ特性に優れる、Ni3Al
相とNi固溶体相との2相からなる2相合金の箔を製造す
ることのできるNi3Al合金箔の製造方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術とその課題】Ni3Alは、L12型の規則構造を
持つ金属間化合物であり、Ni基超合金のγ′相として知
られているものである。このNi3Alは、一般の金属材料
と異なり、高温になるほど降伏強度が増大し、800℃で
は室温強度の5倍にも達する、高温強度の高い金属間化
合物である。また、Ni3Alは、耐酸化性、耐食性が良好
でもある。
【0003】その一方で、Ni3Alには、室温で脆く、塑
性加工することができないという欠点を有していた。そ
こでこの出願の発明の発明者は、フローティングゾーン
法、ブリッジマン法、引上げ法などの一方向凝固によ
り、室温延性が改善されたNi3Alの製造方法を提供して
いる(特許第1917916号)。このNi3Alの製造方法では、
Ni3Alの原料を、1350〜1500℃において13mm/hr以上の結
晶成長速度で、一方向凝固させ、[111]方向に強配向さ
せたNi3Al単相の柱状晶を成長させる。Ni3Al単相とする
ために、上記Ni3Alの製造方法では、原料の化学組成に
おけるAlの含有量を12.2〜14.9重量%程度の範囲として
いる。得られるNi3Alは、たとえば、約17%以上もの大き
な伸びを示し、室温延性を有する。
【0004】また、この出願の発明の発明者は、以上の
Ni3Alの製造方法に基づき、Niを主成分とし、12.8重量%
以上13.6重量%以下のAlを含む化学組成を有し、厚さ200
μm以下のNi3Al箔とその製造方法を提案してもいる(特
開2001-121202号公報)。Ni 3Al箔は、アーク溶解による
原料棒の作製、フローティング法などによる25mm下の速
度での一方向凝固による柱状晶組織の育成、そして、板
状試料の切出し、冷間加工の各工程を経て製造される。
【0005】このNi3Al箔は、レーザー溶接によりハニ
カム構造体に組み上げることができ(たとえば、特開20
01-138418号公報)、得られるNi3Alハニカム構造体は、
ラミネート構造体とともに軽量耐熱性に優れ、ジェット
エンジンや自動車エンジン用の部材、自動車排ガス浄化
触媒の担体、宇宙往還機の熱遮蔽材などとして有望とさ
れている。
【0006】だが、これらハニカム構造体及びラミネー
ト構造体を実用に供し得るためには、より高温クリープ
特性に優れたものを実現しなければならない。これとと
もに、生産コストや生産効率などの側面も検討すべき課
題としてある。
【0007】この出願の発明は、以上の通りの事情に鑑
みてなされたものであり、高温クリープ特性に優れる、
Ni3Al相とNi固溶体相との2相からなる2相合金の箔を
製造することのできるNi3Al合金箔の製造方法を提供す
ることを解決すべき課題としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】Ni3Al相は、その化学量
論組成がNi-13.3重量%Alの金属間化合物である。また、
Ni固溶体相は、Ni中にAlが9.2重量%(1385℃における濃
度)まで固溶した相であり、Niと同様に面心立方晶構造
を持つ。これらのNi3Al相とNi固溶体相との2相からな
る2相合金は、Ni3Al単相合金よりも高温クリープ特性
が優れていることがすでに知られている。
【0009】しかしながら、その2相合金もまたNi3Al
単相合金と同様に、室温で脆く、塑性加工することがで
きないものであった。脆さの原因は、粒界破壊しやすい
ことによる。
【0010】そこで、この出願の発明の発明者は、前述
の課題を解決するため、Ni3Al相とNi固溶体相との2相
からなる2相合金についてさらに検討を加えたところ、
一方向凝固することにより脆さが解消され、単相のNi3A
l箔よりも高温クリープ特性に優れる、Ni3Al相とNi固溶
体相との2相からなる2相合金の箔であるNi3Al合金箔
を製造することができることを見出し、この出願の発明
を完成した。
【0011】また、この出願の発明の発明者は、以上の
Ni3Al合金箔を幅広若しくは長尺、又はその両方とする
ことのできる大面積箔として製造する手法として、精密
鋳造法が有効であることも見出した。精密鋳造法は、フ
ローティングゾーン法よりもはるかに短時間でサイズの
大きな一方向凝固インゴットを鋳造することができ、し
かも、得られるインゴットは、板状であり、フローティ
ングゾーン法の場合に必要とされる放電加工などの切出
しの必要がなく、そのまま冷間圧延を行うことができる
という利点がある。冷間圧延により、大面積のNi3Al合
金箔の製造が期待される。
【0012】すなわち、この出願の発明は、Niを主成分
とし、Alを5.0重量%以上12.2重量%未満含有する化学組
成の、Ni3Al相とNi固溶体相との2相からなる2相合金
の一方向凝固インゴットを、圧延率90%以上、厚さ200μ
m以下の箔に冷間圧延することを特徴とするNi3Al合金箔
の製造方法(請求項1)を提供する。
【0013】またこの出願の発明は、精密鋳造法により
一方向凝固インゴットを作製すること(請求項2)を一
態様として提供する。以下、実施例を示しつつこの出願
の発明のNi3Al合金箔の製造方法についてさらに詳しく
説明する。
【0014】
【発明の実施の形態】この出願の発明のNi3Al合金箔の
製造方法は、前述の通り、Niを主成分とし、Alを5.0重
量%以上12.2重量%未満含有する化学組成の、Ni3Al相とN
i固溶体相との2相からなる2相合金の一方向凝固イン
ゴットを、圧延率90%以上、厚さ200μm以下の箔に冷間
圧延する。
【0015】前述の通り、高い高温クリープ特性を得る
ためには、Ni3Al単相ではなく、Ni3Al相とともにNi固溶
体相の2相からなるNi3Al合金箔が有効である。そのた
めに、この出願の発明のNi3Al合金箔の製造方法では、
一方向凝固させる、Niを主成分とする合金の化学組成に
おけるAlの含有量を5.0重量%以上12.2重量%未満として
いる。
【0016】Alの含有量が5.0重量%未満となると、たと
えNi3Al相とNi固溶体相との2相からなるNI3Al合金箔と
なっても、その高温クリープ特性は、単相のNi3Al箔と
比較するとさほど良好とはならない。Alの含有量が12.2
重量%以上になると、前述の通り、単相のNi3Al箔とな
る。
【0017】この出願の発明のNi3Al合金箔の製造方法
では、前述の通り、一方向凝固インゴットは、精密鋳造
法により好ましく作製される。精密鋳造法により得られ
る一方向凝固インゴットは、後述する実施例に示すよう
に、フローティングゾーン法に比べはるかにサイズが大
きく、しかも短時間での作製が可能である。精密鋳造法
には、たとえばインベストメント鋳造法などの各種の方
式があるが、この出願の発明のNi3Al合金箔の製造方法
では特にその方式に制限はない。
【0018】また、精密鋳造法により得られるインゴッ
トは、板状であり、フローティングゾーン法の場合に必
要とされる放電加工などの切出しの必要がなく、一方向
凝固後、そのまま冷間圧延を行うことができる。この冷
間圧延により、圧延率90%以上、厚さ200μm以下のNi3Al
合金箔が得られる。前述の特開2001-121202号公報にお
いても言及しているように、ボロンの添加はNi3Alの脆
性改善に有効であるが、圧延率90%以上、厚さ200μm以
下の箔への冷間圧延は不可能である。これは、この出願
の発明のNi3Al合金箔の製造方法においても同様であ
る。
【0019】なお、Ni3Al合金箔の厚さの下限、すなわ
ち破断などなく箔に圧延することができる下限は、現在
の技術水準では30μm程度と考えられる。また、この出
願の発明のNi3Al合金箔の製造方法では、冷間圧延中に
中間焼鈍を行うことが可能である。この中間焼鈍は、前
述の特開2001-121202号公報に記載されているように、
たとえば、800℃以上、20分以上の条件において行うこ
とができ、また、この中間焼鈍は、冷間圧延中に複数回
行うことが可能でもある。
【0020】
【実施例】Niを主成分とし、Alの含有量を5重量%以上1
2.2重量%未満の範囲内で変えた数種類の合金を20kg、高
周波加熱真空溶解炉において溶解し、精密鋳造用のイン
ゴットを作製した。このインゴットを、同じく高周波加
熱真空溶解炉において、精密鋳造法に基づき一方向凝固
させ、図1に示したような幅50mm、長さ80mm、厚さ5mm
のサイズを有する板状単結晶または柱状晶のインゴット
を得た。このように大きなサイズの一方向凝固インゴッ
トは、フローティングゾーン法では作製不可能である。
【0021】図2(a)(b)(c)(d)は、各々、精密鋳造法に
基づき一方向凝固させて得られたインゴットの金属組織
を電子顕微鏡で観察した図面に代わる写真である。図2
(a)はNi-8.0重量%Al合金、図2(b)はNi-9.2重量%Al合
金、図2(c)はNi-10.3重量%Al合金、図2(d)はNi-11.5
重量%Al合金の金属組織を写した写真である。これらの
写真において、Ni3Al相は白く角張った相として、Ni固
溶体相は黒いマトリックスとして写し出されており、得
られたインゴットがNi3Al相とNi固溶体相の2相からな
る2相合金であることが確認される。また、以上の写真
からは、Al濃度が増すにつれ、Ni3Al相の体積と大きさ
が増していくことも確認され、前述の通り、Al濃度が1
2.2重量%以上となると、Ni3Al単相となることが理解さ
れる。
【0022】次いで、室温においてこのインゴットをそ
のまま、4段圧延機を用いて300μmまで圧延し、その
後、多段超硬圧延機を用いて、圧延率90%以上、厚さ200
μm以下に圧延した。
【0023】得られた金属箔は、図3に示したように、
その表面が、金属光沢のある、鏡のように滑らかな面で
あった。この金属箔は、また、幅及び長さにおける厚さ
ムラが非常に小さかった。なお、図3に示した金属箔
は、圧延率95%、厚さ100μmである。
【0024】図4(a)(b)は、各々、得られた圧延率95
%、厚さ100μmの金属箔の表面組織の図面に代わる走査
電子顕微鏡写真、その金属箔のX線(220)極点図形であ
る。図4(a)からは、金属箔表面に、冷間圧延を受けた
ことによる変形帯の形成が確認される。また、図4(b)
からは、金属箔に、(110)面が金属箔表面に平行にそろ
った集合組織が形成されていることが確認される。この
ことから、得られた金属箔は、冷間圧延のままでも脆く
なく、十分な曲げ延性を示すと考えられる。
【0025】もちろん、この出願の発明は、以上の実施
形態及び実施例によって限定されるものではない。精密
鋳造用インゴットの作製時、一方向凝固時、さらに冷間
圧延時の諸条件などの細部については様々な態様が可能
であることはいうまでもない。
【0026】
【発明の効果】以上詳しく説明した通り、この出願の発
明によって、高温クリープ特性に優れる、しかも大面積
化可能な、Ni3Al相とNi固溶体相との2相からなる2相
合金の箔が提供可能となる。このNi3Al合金箔は、サイ
ズの大きなハニカム構造体やラミネート構造体などの製
造を可能とし、したがって、その際の生産コストの低減
や生産効率の向上などが図られるものと予想される。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例において、精密鋳造法に基づき一方向凝
固させて得たインゴットの一例を示した図面に代わる写
真である。
【図2】(a)(b)(c)(d)は、各々、精密鋳造法に基づき一
方向凝固させて得られたインゴットの金属組織を電子顕
微鏡で観察した図面に代わる写真である。
【図3】実施例において、冷間圧延により得られたNi3A
l合金箔の一例を示した図面に代わる写真である。
【図4】(a)(b)は、各々、得られた圧延率95%、厚さ100
μmの金属箔の表面組織の図面に代わる走査電子顕微鏡
写真、その金属箔のX線(220)極点図形である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Niを主成分とし、Alを5.0重量%以上12.2
    重量%未満含有する化学組成の、Ni3Al相とNi固溶体相と
    の2相からなる2相合金の一方向凝固インゴットを、圧
    延率90%以上、厚さ200μm以下の箔に冷間圧延すること
    を特徴とするNi3Al合金箔の製造方法。
  2. 【請求項2】 精密鋳造法により一方向凝固インゴット
    を作製する請求項1記載のNi3Al合金箔の製造方法。
JP2001222466A 2001-07-24 2001-07-24 Ni3Al相とNi固溶体相とからなる2相合金箔の製造方法 Expired - Lifetime JP3903168B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001222466A JP3903168B2 (ja) 2001-07-24 2001-07-24 Ni3Al相とNi固溶体相とからなる2相合金箔の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001222466A JP3903168B2 (ja) 2001-07-24 2001-07-24 Ni3Al相とNi固溶体相とからなる2相合金箔の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003034832A true JP2003034832A (ja) 2003-02-07
JP3903168B2 JP3903168B2 (ja) 2007-04-11

Family

ID=19055942

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001222466A Expired - Lifetime JP3903168B2 (ja) 2001-07-24 2001-07-24 Ni3Al相とNi固溶体相とからなる2相合金箔の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3903168B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011509845A (ja) * 2008-01-11 2011-03-31 バーテックス エンタープライゼズ インコーポレイテッド 熱伝導性構造

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109811194B (zh) * 2017-11-22 2021-05-28 中国科学院金属研究所 一种不含B元素的细晶Ni3Al合金的塑化方法
CN109881029A (zh) * 2019-03-20 2019-06-14 上海大学 一种利用磁场制备的Ni3Al基复合结构合金及其制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011509845A (ja) * 2008-01-11 2011-03-31 バーテックス エンタープライゼズ インコーポレイテッド 熱伝導性構造

Also Published As

Publication number Publication date
JP3903168B2 (ja) 2007-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4958267B2 (ja) マグネシウム合金材およびその製造方法
CN110666396A (zh) 钛合金中低温钎焊用带状钎焊料、制备方法及钎焊方法
EP2897762B1 (en) Brazing alloys
US20060185772A1 (en) Process for producing heat-resistant intermetallic compound Ni3Al foil having room-temperature ductility and heat-resistant intermetallic compound Ni3Al foil having room-temperature ductility
Nie Patents of methods to prepare intermetallic matrix composites: A Review
CN110666397A (zh) 用于含钛材料的钎焊料、制备方法及钎焊方法
Bo et al. Effect of combinative addition of Ti and Sr on modification of AA4043 welding wire and mechanical properties of AA6082 welded by TIG welding
JP3054697B2 (ja) Ti−Al系合金の製造方法
JP3903168B2 (ja) Ni3Al相とNi固溶体相とからなる2相合金箔の製造方法
JP2006241484A (ja) 新規ニオブ基複合体及びその利用
JPH1121645A (ja) Ni基耐熱超合金、Ni基耐熱超合金の製造方法及びNi基耐熱超合金部品
JP4973301B2 (ja) 耐酸化性及び耐食性に優れたNi3(Si,Ti)系金属間化合物,当該金属間化合物圧延箔,および当該金属間化合物圧延箔の製造方法
US5348595A (en) Process for the preaparation of a Ti-Al intermetallic compound
JPH0218374B2 (ja)
JPS6220847A (ja) 微細結晶粒を有する金属材料とその製造方法
JP2003306736A (ja) ニオブシリサイド系複合材料およびその製造方法
EP0349734B1 (en) Titanium-aluminium intermetallic compound and process for its preparation
JPH08225906A (ja) TiAl基合金薄板およびその製造方法
JP3054696B2 (ja) Ti−Al−Si系合金の製造方法
JP2005177828A (ja) 強度および耐ろう侵食性に優れたブレージングシートの製造方法
JPS601374B2 (ja) 強度及び耐食性のすぐれた非晶質合金の製造方法
JP2901345B2 (ja) チタン・アルミニウム金属間化合物薄板及びその製造方法
JPH03294447A (ja) 高温強度の優れたアルミニウム合金材料とその製造方法
JPS60100642A (ja) 高近性高温高強度コバルト基合金の製造法
CN115971723A (zh) 一种非晶钛基钎料带材及其制备方法、应用

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060613

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060802

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061003

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061017

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20061212

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 3903168

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

EXPY Cancellation because of completion of term