JP2807260B2 - 耐応力腐食割れ性にすぐれた析出強化型Ｎｉ基単結晶合金 - Google Patents
耐応力腐食割れ性にすぐれた析出強化型Ｎｉ基単結晶合金Info
- Publication number
- JP2807260B2 JP2807260B2 JP1120434A JP12043489A JP2807260B2 JP 2807260 B2 JP2807260 B2 JP 2807260B2 JP 1120434 A JP1120434 A JP 1120434A JP 12043489 A JP12043489 A JP 12043489A JP 2807260 B2 JP2807260 B2 JP 2807260B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- alloy
- stress corrosion
- corrosion cracking
- based single
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、基本的にγ層の素地中にγ′相｛Ni3（A
l,Ti）｝やγ″相（Ni3Nb）などの金属間化合物が析出
すると共に、結晶構造および結晶方位が同一の単結晶の
組織を有し、かつ高強度とすぐれた耐食性を有し、さら
に例えば腐食環境下にある原子力発電用軽水炉などの構
造部材であるボルト材やピン材などとして用いた場合に
すぐれた耐応力腐食割れ性を示す析出強化型Ni基合金に
関するものである。
l,Ti）｝やγ″相（Ni3Nb）などの金属間化合物が析出
すると共に、結晶構造および結晶方位が同一の単結晶の
組織を有し、かつ高強度とすぐれた耐食性を有し、さら
に例えば腐食環境下にある原子力発電用軽水炉などの構
造部材であるボルト材やピン材などとして用いた場合に
すぐれた耐応力腐食割れ性を示す析出強化型Ni基合金に
関するものである。
従来、上記のボルト材やピン材などの製造には、すぐ
れた耐食性と高強度が要求されることから、これらの特
性を具備した合金、すなわち重量％で（以下％は重量％
を示す）、 Cr:12/30％、Nb:0.5〜３％、 Ti:1〜５％、Al:0.2〜３％、 を含有し、残りがNiと不可避不純物からなる組成を有す
る析出強化型Ni基単結晶合金が用いられている。
れた耐食性と高強度が要求されることから、これらの特
性を具備した合金、すなわち重量％で（以下％は重量％
を示す）、 Cr:12/30％、Nb:0.5〜３％、 Ti:1〜５％、Al:0.2〜３％、 を含有し、残りがNiと不可避不純物からなる組成を有す
る析出強化型Ni基単結晶合金が用いられている。
しかし、上記の従来析出強化型Ni基単結晶合金は、高
強度を有し、かつ耐食性にすぐれているものの、上記ボ
ルト材のように腐食環境下で応力が付加された場合に十
分満足する耐食性を示さず、応力腐食割れを起し易いと
いう問題をもつものである。
強度を有し、かつ耐食性にすぐれているものの、上記ボ
ルト材のように腐食環境下で応力が付加された場合に十
分満足する耐食性を示さず、応力腐食割れを起し易いと
いう問題をもつものである。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、上記
の従来析出強化型Ni基単結晶合金に着目し、これの具備
する高強度およびすぐれた耐食性を損なうことなく、こ
れにすぐれた耐応力腐食割れ性を付与すべく研究を行な
った結果、上記の従来析出強化型Ni基単結晶合金に、合
金成分としてCuとReを共存含有させると、耐応力腐食割
れ性が一段と向上するようになり、さらに加えてMoおよ
びＷを含有させると耐食性の一層の改善がなされるよう
になるという知見を得たのである。
の従来析出強化型Ni基単結晶合金に着目し、これの具備
する高強度およびすぐれた耐食性を損なうことなく、こ
れにすぐれた耐応力腐食割れ性を付与すべく研究を行な
った結果、上記の従来析出強化型Ni基単結晶合金に、合
金成分としてCuとReを共存含有させると、耐応力腐食割
れ性が一段と向上するようになり、さらに加えてMoおよ
びＷを含有させると耐食性の一層の改善がなされるよう
になるという知見を得たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであ
って、 Cr:10〜30％、Nb:0.1〜５％、 Ti:0.1〜８％、Al:0.1〜８％、 Cu:0.05〜0.5％、Re:0.05〜３％、 を含有し、さらにこれに加えて必要に応じて、 Moおよび／またはW:0.05〜３％、 を含有し、残りがNiと不可避不純物からなる組成を有す
る、高強度とすぐれた耐食性を有し、さらに一段とすぐ
れた耐応力腐食割れ性を有する析出強化型Ni基単結晶合
金に特徴を有するものである。
って、 Cr:10〜30％、Nb:0.1〜５％、 Ti:0.1〜８％、Al:0.1〜８％、 Cu:0.05〜0.5％、Re:0.05〜３％、 を含有し、さらにこれに加えて必要に応じて、 Moおよび／またはW:0.05〜３％、 を含有し、残りがNiと不可避不純物からなる組成を有す
る、高強度とすぐれた耐食性を有し、さらに一段とすぐ
れた耐応力腐食割れ性を有する析出強化型Ni基単結晶合
金に特徴を有するものである。
つぎに、この発明のNi基単結晶合金において、成分組
成範囲を上記の通りに限定した理由を説明する。
成範囲を上記の通りに限定した理由を説明する。
（ａ） Cr Cr成分には、合金の耐食性を向上させる作用がある
が、その含有量が10％未満では所望の耐食性を確保する
ことができず、一方その含有量が30％を越えると、凝固
温度範囲が広がるようになって単結晶化が困難となり、
この結果合金は多結晶化し易くなるが、多結晶組織と単
結晶組織を比較した場合、耐応力腐食割れ性は前者の方
が著しく劣ったものになることから、その含有量を10〜
30％と定めた。
が、その含有量が10％未満では所望の耐食性を確保する
ことができず、一方その含有量が30％を越えると、凝固
温度範囲が広がるようになって単結晶化が困難となり、
この結果合金は多結晶化し易くなるが、多結晶組織と単
結晶組織を比較した場合、耐応力腐食割れ性は前者の方
が著しく劣ったものになることから、その含有量を10〜
30％と定めた。
（ｂ） Nb Nb成分には、Niと結合してγ″相：（Ni3Nb）からな
る金属間化合物を形成し、これがγ相の素地中に析出し
て合金の強度を向上させる作用があるが、その含有量が
0.1％未満では所望の強度向上効果が得られず、一方５
％を越えて含有させても強度向上効果は飽和し、より一
層の向上効果は得られないことから、経済性を考慮し
て、その含有量を0.1〜５％と定めた。
る金属間化合物を形成し、これがγ相の素地中に析出し
て合金の強度を向上させる作用があるが、その含有量が
0.1％未満では所望の強度向上効果が得られず、一方５
％を越えて含有させても強度向上効果は飽和し、より一
層の向上効果は得られないことから、経済性を考慮し
て、その含有量を0.1〜５％と定めた。
（ｃ） TiおよびAl これらの成分には、Niと結合して｛Ni3（Ti,Al）｝の
金属間化合物からなるγ′相を形成し、上記γ″相と共
に素地に析出して合金の強度を著しく向上させる作用が
あるが、その含有量がそれぞれTi:0.1％未満およびAl:
0.1％未満では所望の強度向上効果が得られず、一方そ
の含有量がそれぞれTi:8％およびAl:8％を越えると、Cr
の場合と同様に凝固温度範囲が広がって、単結晶化が困
難になることから、その含有量を、それぞれTi:0.1〜８
％、Al:0.1〜８％と定めた。
金属間化合物からなるγ′相を形成し、上記γ″相と共
に素地に析出して合金の強度を著しく向上させる作用が
あるが、その含有量がそれぞれTi:0.1％未満およびAl:
0.1％未満では所望の強度向上効果が得られず、一方そ
の含有量がそれぞれTi:8％およびAl:8％を越えると、Cr
の場合と同様に凝固温度範囲が広がって、単結晶化が困
難になることから、その含有量を、それぞれTi:0.1〜８
％、Al:0.1〜８％と定めた。
（ｄ） Cu Cu成分には、合金の耐応力腐食割れを向上させる作用
があるが、その含有量が0.05％未満では所望のすぐれた
耐応力腐食割れ性を確保することができず、一方その含
有量が0.5％を越えると、合金の強度が低下するように
なることから、その含有量を0.05〜0.5％と定めた。
があるが、その含有量が0.05％未満では所望のすぐれた
耐応力腐食割れ性を確保することができず、一方その含
有量が0.5％を越えると、合金の強度が低下するように
なることから、その含有量を0.05〜0.5％と定めた。
（ｅ） Re Re成分には、Cu成分との共存において、耐応力腐食割
れ性を一段と向上させる作用があるが、その含有量が0.
05％未満では前記作用に所望の向上効果が得られず、一
方その含有量が３％を越えると、合金が脆化するように
なることから、その含有量を0.05〜３％と定めた。
れ性を一段と向上させる作用があるが、その含有量が0.
05％未満では前記作用に所望の向上効果が得られず、一
方その含有量が３％を越えると、合金が脆化するように
なることから、その含有量を0.05〜３％と定めた。
（ｆ） MoおよびＷ これらの成分には、Crとの共存において、合金の耐食
性をより一層向上させる作用があるので、必要に応じて
含有させるが、その含有量が0.05％未満では耐食性に所
望の向上効果が得られず、一方その含有量が３％を越え
ると、合金が脆化するようになることから、その含有量
を0.05〜３％と定めた。
性をより一層向上させる作用があるので、必要に応じて
含有させるが、その含有量が0.05％未満では耐食性に所
望の向上効果が得られず、一方その含有量が３％を越え
ると、合金が脆化するようになることから、その含有量
を0.05〜３％と定めた。
なお、この発明のNi基単結晶合金に、ＢおよびZrのう
ちの１種または２種を含有させると、これらの成分が鋳
造合金独特の樹枝状晶の界面に偏析し、この結果合金の
被削性が一段と改善されるようになるので、特に快削性
が要求される場合に含有させるとよいが、その含有量は
0.005〜0.5％とするのが望ましく、これは0.005％未満
で所望の改善効果が得られず、一方0.5％を越えると合
金強度が低下するようになるという理由によるものであ
る。
ちの１種または２種を含有させると、これらの成分が鋳
造合金独特の樹枝状晶の界面に偏析し、この結果合金の
被削性が一段と改善されるようになるので、特に快削性
が要求される場合に含有させるとよいが、その含有量は
0.005〜0.5％とするのが望ましく、これは0.005％未満
で所望の改善効果が得られず、一方0.5％を越えると合
金強度が低下するようになるという理由によるものであ
る。
つぎに、この発明のNi基単結晶合金を実施例により具
体的に説明する。
体的に説明する。
通常の高周波誘導炉を用い、それぞれ第１表に示され
る成分組成をもった溶湯を調製し、鋳造して直径:80mm
×長さ:100mmのインゴットとし、ついでこのインゴット
を真空炉内のるつぼで溶解した後、同じく真空炉内に設
置したセラミック鋳型に鋳造、このセラミック鋳型を取
り巻いて設置された高周波加熱コイルによる加熱帯から
前記セラミック鋳型を100〜300mm/hrの範囲内の所定の
引下げ速度で引出して外径:10mm×長さ:100mmの寸法を
もった丸棒状鋳片とし、この鋳片に、900〜1300℃の範
囲内の所定温度に60〜180分間保持後空冷の溶体化処
理、並びに500〜900℃の範囲内の所定温度に100〜200時
間保持の時効処理を施すことにより本発明Ni基合金鋳片
１〜５および従来Ni基合金鋳片をそれぞれ製造した。
る成分組成をもった溶湯を調製し、鋳造して直径:80mm
×長さ:100mmのインゴットとし、ついでこのインゴット
を真空炉内のるつぼで溶解した後、同じく真空炉内に設
置したセラミック鋳型に鋳造、このセラミック鋳型を取
り巻いて設置された高周波加熱コイルによる加熱帯から
前記セラミック鋳型を100〜300mm/hrの範囲内の所定の
引下げ速度で引出して外径:10mm×長さ:100mmの寸法を
もった丸棒状鋳片とし、この鋳片に、900〜1300℃の範
囲内の所定温度に60〜180分間保持後空冷の溶体化処
理、並びに500〜900℃の範囲内の所定温度に100〜200時
間保持の時効処理を施すことにより本発明Ni基合金鋳片
１〜５および従来Ni基合金鋳片をそれぞれ製造した。
ついで、この結果得られた各種のNi基合金鋳片につい
て、金属顕微鏡を用いて結晶構造を観察し、かつ強度を
評価する目的で室温での引張強さを測定し、また前記鋳
片より平行部直径:5mm×標点間距離:20mmの引張試験片
を切出し、この引張試験片を用い、原子力発電用軽水炉
の構造部材のうち、特にボルト材やピ ン材がさらされる条件を模擬した環境下、すなわち圧力
釜内において、H3BO3:（Ｂとして）約500ppm、LiOH:（L
iとして）約2ppm、H2:約30cc・STP/kg・H2O、DO:5ppb以
下、Cl-:0.1ppm以下を含有するpH:約７の水溶液中に上
記試験片を浸漬した状態で、温度:320℃、圧力:157kg/c
m2、歪速度:0.5μm/min.の条件で低歪速度引張試験（SS
RT法）を行ない、破断後の破面を観察して応力腐食割れ
破面率を測定し、さらに耐食性を評価する目的で、上記
水溶液中に、室温で500時間浸漬後、腐食減量測定の耐
食性試験を行なった。これらの結果を第１表に示した。
て、金属顕微鏡を用いて結晶構造を観察し、かつ強度を
評価する目的で室温での引張強さを測定し、また前記鋳
片より平行部直径:5mm×標点間距離:20mmの引張試験片
を切出し、この引張試験片を用い、原子力発電用軽水炉
の構造部材のうち、特にボルト材やピ ン材がさらされる条件を模擬した環境下、すなわち圧力
釜内において、H3BO3:（Ｂとして）約500ppm、LiOH:（L
iとして）約2ppm、H2:約30cc・STP/kg・H2O、DO:5ppb以
下、Cl-:0.1ppm以下を含有するpH:約７の水溶液中に上
記試験片を浸漬した状態で、温度:320℃、圧力:157kg/c
m2、歪速度:0.5μm/min.の条件で低歪速度引張試験（SS
RT法）を行ない、破断後の破面を観察して応力腐食割れ
破面率を測定し、さらに耐食性を評価する目的で、上記
水溶液中に、室温で500時間浸漬後、腐食減量測定の耐
食性試験を行なった。これらの結果を第１表に示した。
第１表に示される結果から、本発明Ni基合金鋳片１〜
５は、いずれもγ相の素地中にγ′相およびγ″相から
なる金属間化合物が分散析出した単結晶組織をもち、高
強度と、すぐれた耐応力腐食割れ性および耐食性を有
し、従来Ni基単結晶合金に比して一段とすぐれた耐応力
腐食割れ性をもつことが明らかである。
５は、いずれもγ相の素地中にγ′相およびγ″相から
なる金属間化合物が分散析出した単結晶組織をもち、高
強度と、すぐれた耐応力腐食割れ性および耐食性を有
し、従来Ni基単結晶合金に比して一段とすぐれた耐応力
腐食割れ性をもつことが明らかである。
上述のように、この発明のNi基単結晶合金は、同種の
従来Ni基単結晶合金と同等の高強度とすぐれた耐食性を
有し、かつこれより一段とすぐれた耐応力腐食割れ性を
有し、さらにMoおよびＷの含有によって耐食性がそれぞ
れ一層向上したものになり、したがってこれらの特性が
要求される、例えば腐食環境下にある原子力発電用軽水
炉などの構造部材として用いた場合に著しく長期に亘る
安定的使用を可能にし、高い信頼性が得られるなど工業
上有用な特性を有するのである。
従来Ni基単結晶合金と同等の高強度とすぐれた耐食性を
有し、かつこれより一段とすぐれた耐応力腐食割れ性を
有し、さらにMoおよびＷの含有によって耐食性がそれぞ
れ一層向上したものになり、したがってこれらの特性が
要求される、例えば腐食環境下にある原子力発電用軽水
炉などの構造部材として用いた場合に著しく長期に亘る
安定的使用を可能にし、高い信頼性が得られるなど工業
上有用な特性を有するのである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島村 敏行 埼玉県桶川市上日出谷1230番地 三菱金 属株式会社桶川第二製作所内 (72)発明者 三橋 章 埼玉県大宮市北袋町１―297 三菱金属 株式会社中央研究所内 (72)発明者 米澤 利夫 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−170445（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−180037（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−56548（ＪＰ，Ａ) 特公 昭62−49342（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C22C 19/00 - 19/05 C30B 29/52
Claims (2)
- 【請求項１】Cr:10〜30％、Nb:0.1〜５％、 Ti:0.1〜８％、Al:0.1〜８％、 Cu:0.05〜0.5％、Re:0.05〜３％、 を含有し、残りがNiと不可避不純物からなる組成（以上
重量％）を有することを特徴とする耐応力腐食割れ性に
すぐれた析出強化型Ni基単結晶合金。 - 【請求項２】Cr:10〜30％、Nb:0.1〜５％、 Ti:0.1〜８％、Al:0.1〜８％、 Cu:0.05〜0.5％、Re:0.05〜３％、 を含有し、さらに、 Moおよび／またはW:0.05〜３％、 を含有し、残りがNiと不可避不純物からなる組成（以上
重量％）を有することを特徴とする耐応力腐食割れ性に
すぐれた析出強化型Ni基単結晶合金。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1120434A JP2807260B2 (ja) | 1989-05-16 | 1989-05-16 | 耐応力腐食割れ性にすぐれた析出強化型Ｎｉ基単結晶合金 |
| US07/521,323 US5122206A (en) | 1989-05-16 | 1990-05-09 | Precipitation hardening nickel base single crystal cast alloy |
| DE69007853T DE69007853T2 (de) | 1989-05-16 | 1990-05-15 | Ausscheidungshärtende Einkristallegierung auf Nickelbasis. |
| EP90109157A EP0398264B1 (en) | 1989-05-16 | 1990-05-15 | Precipitation hardening type nickel base single crystal cast alloy |
| CA002016794A CA2016794A1 (en) | 1989-05-16 | 1990-05-15 | Precipitation hardening type nickel base single crystal cast alloy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1120434A JP2807260B2 (ja) | 1989-05-16 | 1989-05-16 | 耐応力腐食割れ性にすぐれた析出強化型Ｎｉ基単結晶合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02301537A JPH02301537A (ja) | 1990-12-13 |
| JP2807260B2 true JP2807260B2 (ja) | 1998-10-08 |
Family
ID=14786117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1120434A Expired - Lifetime JP2807260B2 (ja) | 1989-05-16 | 1989-05-16 | 耐応力腐食割れ性にすぐれた析出強化型Ｎｉ基単結晶合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2807260B2 (ja) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6249342A (ja) * | 1985-08-28 | 1987-03-04 | Sharp Corp | 原稿走査制御方法 |
| JPS6256548A (ja) * | 1985-09-04 | 1987-03-12 | Toshiba Corp | 耐応力腐食割れ特性に優れたニツケル基合金及びその製造方法 |
| JPS62170445A (ja) * | 1986-01-21 | 1987-07-27 | Mitsubishi Metal Corp | 耐応力腐食割れ性のすぐれた析出強化型Ｎｉ基鋳造合金 |
| JPS62180037A (ja) * | 1986-02-03 | 1987-08-07 | Daido Steel Co Ltd | 耐応力腐食割れ性に優れたオ−ステナイト系合金 |
-
1989
- 1989-05-16 JP JP1120434A patent/JP2807260B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02301537A (ja) | 1990-12-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3356542A (en) | Cobalt-nickel base alloys containing chromium and molybdenum | |
| CN110423923B (zh) | 一种适用于3d打印的铝合金 | |
| JP3229339B2 (ja) | 添加された鉄アルミニドＦｅ３Ａｌをベースにした中間温度領域で使用する部材に対する耐酸化性で耐腐食性の合金 | |
| EP0593824A1 (en) | Nickel aluminide base single crystal alloys and method | |
| JPH07138719A (ja) | Ｎｉ基超合金鍛造品の鍛造方法 | |
| US3759758A (en) | High strength aluminum casting alloy | |
| EP0398264B1 (en) | Precipitation hardening type nickel base single crystal cast alloy | |
| GB2037322A (en) | Super heat resistant alloys having high ductility at room temperature and high strength at high temperatures | |
| Barker et al. | Effect of Alloying Additions on the Microstructure, Corrosion Resistance and Mechanical Properties of Nickel–Silicon Alloys | |
| JP2807260B2 (ja) | 耐応力腐食割れ性にすぐれた析出強化型Ｎｉ基単結晶合金 | |
| JP2793462B2 (ja) | 超耐食Ｎｉ基合金 | |
| JPH073368A (ja) | 耐水素脆化性高Ｎｉ基合金およびその製造方法 | |
| Jie et al. | Effects of grain refinement on cast structure and tensile properties of superalloy K4169 at high pouring temperature | |
| JP4158337B2 (ja) | 連続鋳造鋳型用クロム・ジルコニウム系銅合金の製造方法 | |
| JP2657096B2 (ja) | 析出強化型Ｎｉ基単結晶鋳造合金 | |
| JPS62274037A (ja) | 改良せる耐応力腐食割れ性を有する析出硬化型ニッケル基合金 | |
| JPH03243741A (ja) | Ｔｉ―Ａｌ系焼結体およびその製造方法 | |
| JPS62170444A (ja) | 耐応力腐食割れ性のすぐれた析出強化型Ｎｉ基鋳造合金 | |
| JPH07316699A (ja) | 高硬度および高強度を有する耐食性窒化物分散型Ｎｉ基合金 | |
| JPH0143833B2 (ja) | ||
| JPS62170445A (ja) | 耐応力腐食割れ性のすぐれた析出強化型Ｎｉ基鋳造合金 | |
| JP2589429B2 (ja) | Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｒ合金 | |
| JPS5871353A (ja) | 高強度ニレジスト鋳鉄 | |
| CN113245749A (zh) | 一种用于电弧熔丝增材制造及高性能焊接的钛合金焊丝 | |
| JPH07316703A (ja) | 高耐摩耗性および高強度を有する耐食性窒化物分散型Ｎｉ基鋳造合金 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080724 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090724 Year of fee payment: 11 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |