JP2016023364A - 合金構造体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】Al、Co、Cr、Fe及びNiをそれぞれ5at%以上30at%以下の原子濃度の範囲で含有すると共に、前記元素のうち少なくとも4種の元素の原子濃度の差が3at%未満の範囲にあり、前記5種の元素が固溶した柱状晶を主晶とし、
不可避的不純物として、Pを0.005wt%以下、Siを0.040wt%以下、Sを0.002wt%以下、Snを0.005wt%以下、Sbを0.002wt%以下、Asを0.005wt%以下、Mnを0.050wt%以下、Oを0.001wt%以下、Nを0.002wt%以下の原子濃度の範囲で含有することを特徴とする合金構造体。
【選択図】図2
Description
実施例1−1として、元素組成がAl0.3CoCrFeNiで表わされる合金構造体を積層造形により製造した。原子濃度比率は、Alの原子濃度が約7at%、Co、Cr、Fe及びNiの原子濃度が約23.3at%である。
実施例1−2として、元素組成がAlCoCrFeNiで表わされる合金構造体を積層造形により製造した。原子濃度比率は、Al、Co、Cr、Fe及びNiの原子濃度が約20.0at%である。
比較例1−1として、元素組成がAl0.3CoCrFeNiで表わされる合金構造体を鋳造により製造した。原子濃度比率は、Alの原子濃度が約7at%、Co、Cr、Fe及びNiの原子濃度が約23.3at%である。
比較例1−2として、元素組成がAl0.2CoCrFeNiで表わされる合金構造体を積層造形により製造した。原子濃度比率は、Alの原子濃度が約4.8at%、Co、Cr、Fe及びNiの原子濃度が約23.8at%である。
実施例1−3として、元素組成がAl1.5CoCrFeNiで表わされる合金構造体を積層造形により製造した。原子濃度比率は、Alの原子濃度が約27.2at%、Co、Cr、Fe及びNiの原子濃度が約18.2at%である。
比較例1−3として、元素組成がAlCoCrFeNiで表わされる合金構造体を溶射により製造した。原子濃度比率は、Al、Co、Cr、Fe及びNiの原子濃度が約20.0at%である。
比較例1−4として、元素組成がAl2.0CoCrFeNiで表わされる合金構造体を積層造形により製造した。原子濃度比率は、Alの原子濃度が約33.3at%、Co、Cr、Fe及びNiの原子濃度が約16.7at%である。
実施例1−4として、元素組成がAlCoCrFeNiMo0.5で表わされる合金構造体を積層造形により製造した。原子濃度比率は、Al、Co、Cr、Fe及びNiの原子濃度が約18.2at%、Moの原子濃度が約9.1at%である。
実施例2−1として、元素組成がAl0.3CoCrFeNiで表わされ、不可避的不純物の濃度を制限した合金構造体を積層造形により製造した。原子濃度比率は、Alの原子濃度が約7at%、Co、Cr、Fe及びNiの原子濃度が約23.3at%である。また、Pの濃度を0.002wt%以下、Siの濃度を0.010wt%以下、Sの濃度を0.001wt%以下、Snの濃度を0.002wt%以下、Sbの濃度を0.001wt%以下、Asの濃度を0.001wt%以下、Mnの濃度を0.020wt%以下、Oの濃度を0.0003wt%以下、Nの濃度を0.001wt%以下に制限した。
実施例2−2として、元素組成がAlCoCrFeNiで表わされ、不可避的不純物の濃度を制限した合金構造体を積層造形により製造した。原子濃度比率は、Al、Co、Cr、Fe及びNiの原子濃度が約20.0at%である。また、Pの濃度を0.002wt%以下、Siの濃度を0.010wt%以下、Sの濃度を0.001wt%以下、Snの濃度を0.002wt%以下、Sbの濃度を0.001wt%以下、Asの濃度を0.001wt%以下、Mnの濃度を0.020wt%以下、Oの濃度を0.0003wt%以下、Nの濃度を0.001wt%以下に制限した。
比較例2−1として、元素組成がAlCoCrFeNiで表わされ、不可避的不純物の濃度を制限した合金構造体を鋳造により製造した。原子濃度比率は、Al、Co、Cr、Fe及びNiの原子濃度が約20.0at%である。また、Pの濃度を0.002wt%以下、Siの濃度を0.010wt%以下、Sの濃度を0.001wt%以下、Snの濃度を0.002wt%以下、Sbの濃度を0.001wt%以下、Asの濃度を0.001wt%以下、Mnの濃度を0.020wt%以下、Oの濃度を0.0003wt%以下、Nの濃度を0.001wt%以下に制限した。
比較例2−2として、元素組成がAl0.2CoCrFeNiで表わされ、不可避的不純物の濃度を制限した合金構造体を鋳造により製造した。原子濃度比率は、Alの原子濃度が約4.8at%、Co、Cr、Fe及びNiの原子濃度が約23.8at%である。また、Pの濃度を0.002wt%以下、Siの濃度を0.010wt%以下、Sの濃度を0.001wt%以下、Snの濃度を0.002wt%以下、Sbの濃度を0.001wt%以下、Asの濃度を0.001wt%以下、Mnの濃度を0.020wt%以下、Oの濃度を0.0003wt%以下、Nの濃度を0.001wt%以下に制限した。
実施例2−3として、元素組成がAl1.5CoCrFeNiで表わされ、不可避的不純物の濃度を制限した合金構造体を積層造形により製造した。原子濃度比率は、Alの原子濃度が約27.2at%、Co、Cr、Fe及びNiの原子濃度が約18.2at%である。また、Pの濃度を0.005wt%以下、Siの濃度を0.040wt%以下、Sの濃度を0.002wt%以下、Snの濃度を0.005wt%以下、Sbの濃度を0.002wt%以下、Asの濃度を0.005wt%以下、Mnの濃度を0.050wt%以下、Oの濃度を0.001wt%以下、Nの濃度を0.002wt%以下に制限した。
比較例2−3として、元素組成がAlCoCrFeNiで表わされ、不可避的不純物の濃度を制限した合金構造体を溶射により製造した。原子濃度比率は、Al、Co、Cr、Fe及びNiの原子濃度が約20.0at%である。また、Pの濃度を0.002wt%以下、Siの濃度を0.010wt%以下、Sの濃度を0.001wt%以下、Snの濃度を0.002wt%以下、Sbの濃度を0.001wt%以下、Asの濃度を0.001wt%以下、Mnの濃度を0.020wt%以下、Oの濃度を0.0003wt%以下、Nの濃度を0.001wt%以下に制限した。
比較例2−4として、元素組成がAl2.0CoCrFeNiで表わされ、不可避的不純物の濃度を制限した合金構造体を積層造形により製造した。原子濃度比率は、Alの原子濃度が約33.3at%、Co、Cr、Fe及びNiの原子濃度が約16.7at%である。また、Pの濃度を0.002wt%以下、Siの濃度を0.010wt%以下、Sの濃度を0.001wt%以下、Snの濃度を0.002wt%以下、Sbの濃度を0.001wt%以下、Asの濃度を0.001wt%以下、Mnの濃度を0.020wt%以下、Oの濃度を0.0003wt%以下、Nの濃度を0.001wt%以下に制限した。
実施例3−1として、元素組成がAlCoCrFeNiで表わされ、不可避的不純物の濃度を制限した図5に示す合金構造体を積層造形により製造した。原子濃度比率は、Al、Co、Cr、Fe及びNiの原子濃度が約20.0at%である。また、Pの濃度を0.002wt%以下、Siの濃度を0.010wt%以下、Sの濃度を0.001wt%以下、Snの濃度を0.002wt%以下、Sbの濃度を0.001wt%以下、Asの濃度を0.001wt%以下、Mnの濃度を0.020wt%以下、Oの濃度を0.0003wt%以下、Nの濃度を0.001wt%以下に制限した。
実施例3−2として、元素組成がAlCoCrFeNiで表わされ、不可避的不純物の濃度を制限していない図5に示す合金構造体を積層造形により製造した。原子濃度比率は、Al、Co、Cr、Fe及びNiの原子濃度が約20.0at%である。
実施例4−1として、元素組成がAlCoCrFeNiで表わされ、不可避的不純物の濃度を制限した合金構造体を積層造形により製造した。原子濃度比率は、Al、Co、Cr、Fe及びNiの原子濃度が約20.0at%である。また、Pの濃度を0.002wt%以下、Siの濃度を0.010wt%以下、Sの濃度を0.001wt%以下、Snの濃度を0.002wt%以下、Sbの濃度を0.001wt%以下、Asの濃度を0.001wt%以下、Mnの濃度を0.020wt%以下、Oの濃度を0.0003wt%以下、Nの濃度を0.001wt%以下に制限した。
実施例4−2として、元素組成がAlCoCrFeNiで表わされ、不可避的不純物の濃度を制限した合金構造体を積層造形により製造した。原子濃度比率は、Al、Co、Cr、Fe及びNiの原子濃度が約20.0at%である。また、Pの濃度を0.002wt%〜0.005wt%、Siの濃度を0.010wt%〜0.040wt%、Sの濃度を0.001wt%〜0.002wt%、Snの濃度を0.002wt%〜0.005wt%、Sbの濃度を0.001wt%〜0.002wt%、Asの濃度を0.001wt%〜0.005wt%、Mnの濃度を0.020wt%〜0.050wt%、Oの濃度を0.0003wt%〜0.001wt%、Nの濃度を0.001wt%〜0.002wt%とした。
実施例4−3として、元素組成がAlCoCrFeNiで表わされ、不可避的不純物の濃度を制限していない合金構造体を積層造形により製造した。原子濃度比率は、Al、Co、Cr、Fe及びNiの原子濃度が約20.0at%である。
10 合金粉末
15 基材
20 溶融部
21 基材載置台
22 加工テーブル
23 リコータ
24 加熱手段
30 凝固部
40 凝固層
50 結晶粒
100 溶融境界
110 粒界(大傾角粒界)
120 小傾角粒界
301 電気炉
302 金属塊
303 アーク放電
304 電極
305 酸素バーナ
306 酸素ガス
309 取鍋
310 溶湯
311 取鍋製錬炉
313 ポーラスプラグ
314 アルゴンガス
316 真空装置
317 排気孔
318 タンディッシュ
319 真空容器
320 排気孔
324 電気炉
326 合金溶湯
330 チャンバ
Claims (14)
- Al、Co、Cr、Fe及びNiをそれぞれ5at%以上30at%以下の原子濃度の範囲で含有すると共に、前記元素のうち少なくとも4種の元素の原子濃度の差が3at%未満の範囲にあり、前記5種の元素が固溶した柱状晶を主晶とし、
不可避的不純物として、Pを0.005wt%以下、Siを0.040wt%以下、Sを0.002wt%以下、Snを0.005wt%以下、Sbを0.002wt%以下、Asを0.005wt%以下、Mnを0.050wt%以下、Oを0.001wt%以下、Nを0.002wt%以下の原子濃度の範囲で含有することを特徴とする合金構造体。 - 前記不可避的不純物として、Pを0.002wt%以上0.005wt%以下、Siを0.010wt%以上0.040wt%以下、Sを0.001wt%以上0.002wt%以下、Snを0.002wt%以上0.005wt%以下、Sbを0.001wt%以上0.002wt%以下、Asを0.001wt%以上0.005wt%以下、Mnを0.020wt%以上0.050wt%以下、Oを0.0003wt%以上0.001wt%以下、Nを0.001wt%以上0.002wt%以下の原子濃度の範囲で含有することを特徴とする請求項1に記載の合金構造体。
- 前記不可避的不純物として、Pを0.002wt%以下、Siを0.005wt%以下、Sを0.001wt%以下、Snを0.002wt%以下、Sbを0.001wt%以下、Asを0.001wt%以下、Mnを0.005wt%以下、Oを0.0003wt%以下、Nを0.001wt%以下の原子濃度の範囲で含有することを特徴とする請求項1に記載の合金構造体。
- Al、Co、Cr、Fe及びNiのうちの少なくとも4種の元素を、15at%以上23.75at%以下の原子濃度の範囲で含有し、他の1種の元素を、5at%以上30at%以下の原子濃度の範囲で含有することを特徴とする請求項1に記載の合金構造体。
- 前記主晶が、面心立方格子又は体心立方格子の結晶構造を有することを特徴とする請求項1に記載の合金構造体。
- 層状の凝固組織が積層されてなり、前記柱状晶の成長方向が前記凝固組織の積層方向に配向していることを特徴とする請求項1に記載の合金構造体。
- 前記柱状晶の平均結晶粒径が、100μm以下であることを特徴とする請求項1に記載の合金構造体。
- Al、Co、Cr、Fe及びNiをそれぞれ5at%以上30at%以下の原子濃度の範囲で含有すると共に、前記元素のうち少なくとも4種の元素の原子濃度の差が3at%未満の範囲にあり、前記5種の元素が固溶した柱状晶を主晶とし、
不可避的不純物として、Pを0.005wt%以下、Siを0.040wt%以下、Sを0.002wt%以下、Snを0.005wt%以下、Sbを0.002wt%以下、Asを0.005wt%以下、Mnを0.050wt%以下、Oを0.001wt%以下、Nを0.002wt%以下の原子濃度の範囲で含有する合金造形物によって表面が被覆されていることを特徴とする構造体。 - 前記不可避的不純物として、Pを0.002wt%以上0.005wt%以下、Siを0.010wt%以上0.040wt%以下、Sを0.001wt%以上0.002wt%以下、Snを0.002wt%以上0.005wt%以下、Sbを0.001wt%以上0.002wt%以下、Asを0.001wt%以上0.005wt%以下、Mnを0.020wt%以上0.050wt%以下、Oを0.0003wt%以上0.001wt%以下、Nを0.001wt%以上0.002wt%以下の原子濃度の範囲で含有することを特徴とする請求項8に記載の構造体。
- 前記不可避的不純物として、Pを0.002wt%以下、Siを0.005wt%以下、Sを0.001wt%以下、Snを0.002wt%以下、Sbを0.001wt%以下、Asを0.001wt%以下、Mnを0.005wt%以下、Oを0.0003wt%以下、Nを0.001wt%以下の原子濃度の範囲で含有することを特徴とする請求項8に記載の構造体。
- Al、Co、Cr、Fe及びNiのうちの少なくとも4種の元素を、15at%以上23.75at%以下の原子濃度の範囲で含有し、他の1種の元素を、5at%以上30at%以下の原子濃度の範囲で含有することを特徴とする請求項8に記載の構造体。
- 前記主晶が、面心立方格子又は体心立方格子の結晶構造を有することを特徴とする請求項8に記載の構造体。
- 前記合金造形物が、層状の凝固組織が積層されてなり、前記柱状晶の成長方向が前記凝固組織の積層方向に配向していることを特徴とする請求項8に記載の構造体。
- 前記柱状晶の平均結晶粒径が、100μm以下であることを特徴とする請求項8に記載の構造体。
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