JP2015508450A - 高い炭素含有量を有するスチールから作製される部品と、低い炭素含有量を有するスチール又はニッケル合金から作製される部品とを、拡散溶接によって結合するためのプロセス:対応するアセンブリ - Google Patents
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Abstract
Description
−界面、又は複数の界面は、丈夫である。これは、浸炭の結果としての、直接の組み立てに関してはそのようでないことが知られている;
−中間材料は、部品の二つのベース材料のそれぞれを備えて丈夫な界面を示すだけでなく、それ自身が、二つのベース材料の弱い方よりも丈夫であり、さもなければ、これはそのままウィークポイントになるであろう。
−ニッケル(Ni):5から90、好ましくは35から75;
−コバルト(Co):0から50、好ましくは0から20;
−鉄(Fe):0から93、好ましくは23から63;
−モリブデン:2から25、好ましくは4から16;
−炭素:0.1未満、好ましくは0.05未満;
−クロム:10未満、好ましくは5未満、さらにより好ましくは1未満;
−オーステナイト合金において一般的に用いられる合金元素各々に関して:2未満、好ましくは1未満、より好ましくは0.5未満。
−ニッケル(Ni):5から90、好ましくは35から75;
−コバルト(Co):0から50、好ましくは0から20;
−鉄(Fe):0から93、好ましくは23から63。
−マンガン(Mn):2未満;
−シリコン(Si):1未満;
−カルシウム(Ca):0.5未満、好ましくは0.1未満;
−アルミニウム(Al):1未満、好ましくは0.5未満。
−ニッケル:35%から55%、例えば45.3%;
−コバルト:0%から18%、例えば9.97%;
−モリブデン:4%から8%、例えば5.19%;
−及び、鉄、及び不可避の不純物である残りのもの、から成る。
−組み立てられる部品の、及び任意で中間材料の表面を洗浄する段階と、
−組み立てられる部品、及び中間材料(部品及び中間材料は互いに積層されていると言え得る)を、例えば容器における所定の位置にセットする段階と、を含み得る。
−得られるアセンブリは冷却され、
−アセンブリは取り外され、例えば任意の容器が開けられ、
−任意で、得られたアセンブリは、特に、材料の初期特性を修復することを意図された、一以上の熱処理操作を受ける。
−拡散溶接が実施される、上述の温度、及び圧力までの、一般的に大気の温度、及び圧力からの、温度の、及び圧力の増加、
−上述の期間にわたって拡散溶接が実施される、上記圧力での、及び上記温度でのプラトー、
−一般的に大気の温度、及び圧力への、温度、及び圧力の減少、
を連続して含む。
−3時間で1050℃、及び1200bar(120MPa)への上昇、
−2時間の間、1050℃、及び1200bar(120MPa)で維持、
−4時間で20℃、及び30bar(3MPa)への減少。
−一般的に大気の温度から、拡散溶接が実施される温度までの、温度の増加、
−拡散溶接を実施するために十分な期間の間の、上記温度でのプラトー、
−一般的に大気の温度への温度の減少、
を連続して含む。
実施例1(比較)
1050℃で、且つ1000barの圧力で1時間の熱間等方圧縮は、16MND5スチール(Fe−0.165%C−1.30%Mn−0.74%Ni−0.18%Cr−0.48%Mo)から、及びIN690ニッケル合金(Ni−0.021%C−10.1%Fe−29.2%Cr−0.2%Ti−0.13%Al)からそれぞれ作製された、100mmの直径、及び50mmの厚さを備える二つのディスクの拡散溶接のために用いられる。
実施例1は、同一の材料、拡散溶接のための同一の条件、及び、拡散溶接後の同一の処理を用いて、同一の部品によって繰り返される。唯一の違いは、拡散溶接の前に、厚さ30μmのニッケルストリップが、スチールから作製される、及びニッケル合金から作製される二つのディスクの間に配されることである。
1100℃での、且つ1000barでの1時間の間の熱間等静圧圧縮成形は、16MND5スチール(Fe−0.165%C−1.30%Mn−0.74%Ni−0.18%Cr−0.48%Mo)から、及び316LNオーステナイトステンレススチール(Fe−0.022%C−17.5%Cr−12.16%Ni−1.73%Mn−2.40%Mo)からそれぞれ作製された、100mmの直径、及び50mmの厚さを備えた二つのディスクの拡散溶接のために用いられる。
1100℃での、且つ1200barの圧力での4時間の間の熱間等方圧縮は、18MND5スチール(Fe−0.18%C−1.51%Mn−0.22%Si−0.66%Ni−0.19%Cr−0.52%Mo)、及び316Lスチール(Fe−0.013%C−1.83%Mn−0.23%Si−10.24%Ni−16.89%Cr−2.04%Mo)からそれぞれ作製された、100mmの直径、及び50mmの厚さを備えた二つのディスクの拡散溶接のために用いられる。
Claims (14)
- 高い炭素含有量、及び低い炭化物形成元素含有量を有するスチールから作製される部品と、低い炭素含有量、及び高い炭化物形成元素含有量を有するニッケル合金から、又はスチールから作製される部品とを拡散溶接によって結合するためのプロセスであって、部品のそれぞれが、結合される表面を含み、そのプロセスにおいて、中間材料は、結合される表面の間に配され、その後、拡散溶接が実施されて二つの部品を結合し、得られたアセンブリは冷却され、
中間材料は、ニッケルから、並びに、任意で鉄及び/又はコバルトから作製されるマトリックスを備える合金であり、拡散溶接温度でオーステナイト微細構造を有し、合金の全質量に対して質量%として表される、以下の含有量を備えた以下の構成要素を、不可避な不純物とは別に、含むことを特徴とするプロセス:
−ニッケル(Ni):5から90、好ましくは35から75;
−コバルト(Co):0から50、好ましくは0から20;
−鉄(Fe):0から93、好ましくは23から63;
−モリブデン:2から25、好ましくは4から16;
−炭素:0.10未満、好ましくは0.05未満;
−クロム:10未満、好ましくは5未満、より好ましくは1未満;
−オーステナイト合金において一般的に用いられる合金要素であって、それらのそれぞれに関して:2未満、好ましくは1未満、より好ましくは0.5未満。 - 中間材料の合金が、合金の全質量に対して質量%として表される、以下の含有量を備えた、オーステナイト合金において一般的に用いられる以下の合金元素の内の一以上を含む、請求項1に記載のプロセス:
−マンガン(Mn):2未満;
−シリコン(Si):1未満;
−カルシウム(Ca):0.5未満、好ましくは0.1未満;
−アルミニウム(Al):1未満、好ましくは0.5未満。 - 中間材料の合金が、合金の全質量に対して質量%として:
−ニッケル:35から55、例えば45.3;
−コバルト:0から18、例えば9.97;
−モリブデン:4から8、例えば5.19;
−及び、鉄、及び不可避の不純物である残りのもの、
から成る、請求項1又は2に記載のプロセス。 - 中間材料が、例えば0.1mmから3mmの厚さを備えたシートの、又はプレートの形状で、又は、例えば0.3mmから10mm、好ましくは1mmから5mmの厚さを備えた粉末の、好ましくは粉末の層の形状で、組み立てられる表面の間に配される、請求項1から3の何れか一項に記載のプロセス。
- 中間材料が、組み立てられる表面の内の少なくとも一つの上に、例えば厚さ0.1mmから3mmの厚さを備えたコーティングの形状で堆積される、請求項1から3の何れか一項に記載のプロセス。
- 中間材料が、粉末の熱スプレーコーティング、ワイヤー溶融、化学析出又は電解析出、及び真空蒸着から選択されるプロセスによって堆積される、請求項5に記載のプロセス。
- 高い炭素含有量、及び低い炭化物形成元素含有量を有するスチールが、0.08質量%超の炭素、及び15質量%未満の炭化物形成元素を含み、且つ、低い炭素含有量、及び高い炭化物形成元素含有量を有するニッケル合金又はスチールが、0.08質量%以下の炭素、及び15質量%以上の炭化物形成元素を含む、請求項1から6の何れか一項に記載のプロセス。
- 炭化物形成元素が、元素の周期表の列IVB、VB、及びVIBにおける元素から選択される、請求項1から7の何れか一項に記載のプロセス。
- 高い炭素含有量、及び低い炭化物形成元素含有量を有するスチールが、工業用スチール等のカーボンスチールグレードから、又は、圧力装置若しくは工具スチールのためのスチール等の低合金スチールグレードから選択され;且つ、低い炭素含有量、及び高い炭化物形成元素含有量を有するニッケル合金又はスチールが、300シリーズのオーステナイトステンレススチール、及び合金800等のステンレススチールから、又はニッケル合金から選択される、請求項1から8の何れか一項に記載のプロセス。
- 組み立てられる二つの部品の内の少なくとも一つが、粉末の形状である、請求項1から9の何れか一項に記載のプロセス。
- 拡散溶接が、熱間等静圧圧縮成形(HIP)によって実施される、請求項1から10の何れか一項に記載のプロセス。
- 拡散溶接が、一軸圧縮によって実施される、請求項1から10の何れか一項に記載のプロセス。
- 得られるアセンブリが、一以上の熱処理をさらに受ける、請求項1から12の何れか一項に記載のプロセス。
- 請求項1から13の何れか一項に記載のプロセスによって得られるアセンブリ。
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