JP2985302B2 - 耐食性Ｍｏ部材とその製造方法 - Google Patents
耐食性Ｍｏ部材とその製造方法Info
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- JP2985302B2 JP2985302B2 JP3008661A JP866191A JP2985302B2 JP 2985302 B2 JP2985302 B2 JP 2985302B2 JP 3008661 A JP3008661 A JP 3008661A JP 866191 A JP866191 A JP 866191A JP 2985302 B2 JP2985302 B2 JP 2985302B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、たとえば高温用ヒータ
ー材として好適な、耐食性Ｍｏを材料とする耐食性Ｍｏ
部材に関する。
ー材として好適な、耐食性Ｍｏを材料とする耐食性Ｍｏ
部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】ヒーター材としてよく用いられている材
料は、Ｆｅ−Ｃｒ系、Ｎｉ−Ｃｒ系およびＮｉ−Ｃｒ−
Ｆｅ系合金であるが、これらを使用できる温度領域は１
２００〜１３００℃が上限であって、１５００℃または
それ以上の温度では、Ｍｏが多く用いられている。
料は、Ｆｅ−Ｃｒ系、Ｎｉ−Ｃｒ系およびＮｉ−Ｃｒ−
Ｆｅ系合金であるが、これらを使用できる温度領域は１
２００〜１３００℃が上限であって、１５００℃または
それ以上の温度では、Ｍｏが多く用いられている。
【０００３】ところが、Ｍｏは酸化してＭｏＯ3を生成
し、これが６００℃を超える温度では急速に昇華して失
なわれるため、従来のＭｏ製ヒーターは大気中では使用
できず、真空中や不活性ガス雰囲気中でしか、その耐高
温特性を発揮することができなかった。
し、これが６００℃を超える温度では急速に昇華して失
なわれるため、従来のＭｏ製ヒーターは大気中では使用
できず、真空中や不活性ガス雰囲気中でしか、その耐高
温特性を発揮することができなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、１５
００℃程度の高温領域において、大気中でも安定して使
用でき、かつ腐食にもよく耐えるＭｏ部材を提供するこ
とにある。 そのようなＭｏ部材の製造方法を提供する
こともまた、本発明の目的に含まれる。
００℃程度の高温領域において、大気中でも安定して使
用でき、かつ腐食にもよく耐えるＭｏ部材を提供するこ
とにある。 そのようなＭｏ部材の製造方法を提供する
こともまた、本発明の目的に含まれる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の耐食性Ｍｏ部材
の基本的な態様は、図３および図７に示すように、Ｍｏ
またはその合金の基材（以下、「Ｍｏ基材」で代表させ
る）（１Ａ，１Ｂ）の表面に、Ｎｉ−Ａｌ系、Ｎｂ−Ａ
ｌ系またはＴｉ−Ａｌ系の金属間化合物の被覆層（４
Ａ）を有する。
の基本的な態様は、図３および図７に示すように、Ｍｏ
またはその合金の基材（以下、「Ｍｏ基材」で代表させ
る）（１Ａ，１Ｂ）の表面に、Ｎｉ−Ａｌ系、Ｎｂ−Ａ
ｌ系またはＴｉ−Ａｌ系の金属間化合物の被覆層（４
Ａ）を有する。
【０００６】本発明の耐食性Ｍｏ部材の別の態様は、図
４および図８に示すように、金属間化合物の被覆層
（４）の上に、さらにＡｌ2Ｏ3の層（５Ａ，５Ｂ）を有
する。
４および図８に示すように、金属間化合物の被覆層
（４）の上に、さらにＡｌ2Ｏ3の層（５Ａ，５Ｂ）を有
する。
【０００７】Ｍｏ基材の形状は、図３および４のような
リボン状、または図７および図８のような線状をはじめ
とし、任意である。
リボン状、または図７および図８のような線状をはじめ
とし、任意である。
【０００８】本発明の耐食性Ｍｏ部材の製造方法は、板
状のヒーター材を目的とする場合は、図１に示すよう
に、Ｍｏの板を基材（１Ａ）とし、その両面に、Ｎｉ，
ＮｂまたはＴｉの薄板（２Ａ）を介してＡｌの箔（３
Ａ）を重ねてクラッド圧延し、得られた図２にみるよう
な積層材を真空焼鈍して、図３に示したようにＮｉ−Ａ
ｌ系、Ｎｂ−Ａｌ系またはＴｉ−Ａｌ系の金属間化合物
（４Ａ）を生成させることからなる。
状のヒーター材を目的とする場合は、図１に示すよう
に、Ｍｏの板を基材（１Ａ）とし、その両面に、Ｎｉ，
ＮｂまたはＴｉの薄板（２Ａ）を介してＡｌの箔（３
Ａ）を重ねてクラッド圧延し、得られた図２にみるよう
な積層材を真空焼鈍して、図３に示したようにＮｉ−Ａ
ｌ系、Ｎｂ−Ａｌ系またはＴｉ−Ａｌ系の金属間化合物
（４Ａ）を生成させることからなる。
【０００９】線状のＭｏ部材を目的とする場合は、図５
に示すように、Ｍｏの線（１Ｂ）を基材とし、これをＮ
ｉ，ＮｂまたはＴｉのチューブ（２Ｂ）の中に挿入し、
外側をＡｌ層（３Ｂ）で被覆して伸線し、得られた図６
にみるような積層線材を真空焼鈍して、図７に示したよ
うにＮｉ−Ａｌ系、Ｎｂ−Ａｌ系またはＴｉ−Ａｌ系の
金属間化合物（４Ｂ）を生成させることからなる。 こ
の場合、伸線に当ってダイスを適当に選択することによ
り、図６に示したような円形断面に限らず、図９のよう
な角形断面の積層材をつくることもできる。
に示すように、Ｍｏの線（１Ｂ）を基材とし、これをＮ
ｉ，ＮｂまたはＴｉのチューブ（２Ｂ）の中に挿入し、
外側をＡｌ層（３Ｂ）で被覆して伸線し、得られた図６
にみるような積層線材を真空焼鈍して、図７に示したよ
うにＮｉ−Ａｌ系、Ｎｂ−Ａｌ系またはＴｉ−Ａｌ系の
金属間化合物（４Ｂ）を生成させることからなる。 こ
の場合、伸線に当ってダイスを適当に選択することによ
り、図６に示したような円形断面に限らず、図９のよう
な角形断面の積層材をつくることもできる。
【００１０】図４および図８に示した構成の、表面にＡ
ｌ2Ｏ3の被覆を有するＭｏ部材を製造するには、上記の
真空焼鈍に続いて、酸化性雰囲気下での加熱を行ない、
表面にＡｌ2Ｏ3の層（５Ａ，５Ｂ）を形成させればよ
い。
ｌ2Ｏ3の被覆を有するＭｏ部材を製造するには、上記の
真空焼鈍に続いて、酸化性雰囲気下での加熱を行ない、
表面にＡｌ2Ｏ3の層（５Ａ，５Ｂ）を形成させればよ
い。
【００１１】Ｍｏ基材は、純Ｍｏ金属のほか、「ＴＭＺ
合金」（ＭｏにＴｉおよびＺｒを添加した合金）など、
Ｍｏを主体とする種々の合金が使用できる。
合金」（ＭｏにＴｉおよびＺｒを添加した合金）など、
Ｍｏを主体とする種々の合金が使用できる。
【００１２】積層材の製造に当って、Ｍｏ基材の厚さま
たは径は、いうまでもなく任意にえらべる。 Ｎｉ，Ｎ
ｂまたはＴｉの板またはチューブの厚さもまた任意であ
るが、通常は０．０１〜数mmの範囲、代表的には０．０
２〜１．０mmが適当であって、これを圧延または伸線に
より０．００５〜０．５mm程度にする。 Ａｌの箔また
はチューブは、０．０１〜１．０mmの範囲、代表的には
０．０５〜０．５mmが適当であって、やはり圧延または
伸線により０．００１〜０．１mm程度にして加熱処理す
る。
たは径は、いうまでもなく任意にえらべる。 Ｎｉ，Ｎ
ｂまたはＴｉの板またはチューブの厚さもまた任意であ
るが、通常は０．０１〜数mmの範囲、代表的には０．０
２〜１．０mmが適当であって、これを圧延または伸線に
より０．００５〜０．５mm程度にする。 Ａｌの箔また
はチューブは、０．０１〜１．０mmの範囲、代表的には
０．０５〜０．５mmが適当であって、やはり圧延または
伸線により０．００１〜０．１mm程度にして加熱処理す
る。
【００１３】
【作用】図３または図７に示した積層板材または積層線
材を真空焼鈍することにより、Ｍｏ基板をとり囲むＮ
ｉ，ＮｂまたはＴｉとその外側にあるＡｌとが相互の拡
散により反応して、それぞれＮｉ−Ａｌ系（ＮｉＡｌ，
Ｎｉ3Ａｌ）、Ｎｂ−Ａｌ系（ＮｂＡｌ，Ｎｂ3Ａｌ）ま
たはＴｉ−Ａｌ系（ＴｉＡｌ）の金属間化合物が生成す
る。 真空焼鈍に適切な条件は、Ｎｉ，ＮｂまたはＴｉ
の層の厚さ、およびＡｌ層の厚さによっても異なるが、
通常は４００〜６００℃の温度に数分間〜１時間保持す
ることによって、十分に金属間化合物を生成させること
ができる。表面にＡｌ2Ｏ3層を形成させるための酸化性
雰囲気下での加熱は、大気中、６００〜１０００℃に１
〜１０時間の条件で実施すればよい。 Ｍｏ部材の使用
条件によっては、大気中で最初加熱されたときにＡｌ2
Ｏ3が生成するから、この処理を省略することも可能で
ある。
材を真空焼鈍することにより、Ｍｏ基板をとり囲むＮ
ｉ，ＮｂまたはＴｉとその外側にあるＡｌとが相互の拡
散により反応して、それぞれＮｉ−Ａｌ系（ＮｉＡｌ，
Ｎｉ3Ａｌ）、Ｎｂ−Ａｌ系（ＮｂＡｌ，Ｎｂ3Ａｌ）ま
たはＴｉ−Ａｌ系（ＴｉＡｌ）の金属間化合物が生成す
る。 真空焼鈍に適切な条件は、Ｎｉ，ＮｂまたはＴｉ
の層の厚さ、およびＡｌ層の厚さによっても異なるが、
通常は４００〜６００℃の温度に数分間〜１時間保持す
ることによって、十分に金属間化合物を生成させること
ができる。表面にＡｌ2Ｏ3層を形成させるための酸化性
雰囲気下での加熱は、大気中、６００〜１０００℃に１
〜１０時間の条件で実施すればよい。 Ｍｏ部材の使用
条件によっては、大気中で最初加熱されたときにＡｌ2
Ｏ3が生成するから、この処理を省略することも可能で
ある。
【００１４】前記の金属間化合物は、いずれも耐酸化性
が高く耐食性も良好であるから、よくＭｏ基材を保護す
る。 表面にＡｌ2Ｏ3の層をもつものは、Ａｌ2Ｏ3のす
ぐれた耐熱耐食性能を利用することができる。 Ａｌ2
Ｏ3層は、使用条件によってはクラックやピンホールが
発生することがあるが、金属間化合物の層は十分に強固
で、所期の耐高温性および耐食性をＭｏ部材に与える。
が高く耐食性も良好であるから、よくＭｏ基材を保護す
る。 表面にＡｌ2Ｏ3の層をもつものは、Ａｌ2Ｏ3のす
ぐれた耐熱耐食性能を利用することができる。 Ａｌ2
Ｏ3層は、使用条件によってはクラックやピンホールが
発生することがあるが、金属間化合物の層は十分に強固
で、所期の耐高温性および耐食性をＭｏ部材に与える。
【００１５】
【実施例】［実施例１］純Ｍｏ金属の厚さ０．２mmのシ
ートの両面に、厚さ０．０５mmのＮｉの薄板と厚さ０．
０１５mmのＡｌの箔とを重ね、クラッド圧延した。 得
られた積層材の厚さは０．０５mmであって、うちＭｏが
０．０３mm、Ｎｉが片面０．００８mmずつ、そしてＡｌ
が片面０．００２mmずつを、それぞれ占めていた。
ートの両面に、厚さ０．０５mmのＮｉの薄板と厚さ０．
０１５mmのＡｌの箔とを重ね、クラッド圧延した。 得
られた積層材の厚さは０．０５mmであって、うちＭｏが
０．０３mm、Ｎｉが片面０．００８mmずつ、そしてＡｌ
が片面０．００２mmずつを、それぞれ占めていた。
【００１６】この積層材を真空中、５５０℃×３０分間
の条件で焼鈍処理した。一部の試料は、さらに大気中、
９００℃×１時間の条件で加熱した。
の条件で焼鈍処理した。一部の試料は、さらに大気中、
９００℃×１時間の条件で加熱した。
【００１７】これらの試料を、つぎのように試験した。 （耐酸化性） 大気中で１２００℃に加熱し、時間の経
過に伴う重量増加を測定した。 （耐食性） ６００℃×３０分間の加熱ののち、５％の
食塩水中に浸漬して５分後にとり出し、乾燥するという
サイクルを繰り返し、重量減少率を測定した。 これら
の結果を、同じ厚さのＭｏ板についての結果と比較し
て、図１０および図１１に示す。
過に伴う重量増加を測定した。 （耐食性） ６００℃×３０分間の加熱ののち、５％の
食塩水中に浸漬して５分後にとり出し、乾燥するという
サイクルを繰り返し、重量減少率を測定した。 これら
の結果を、同じ厚さのＭｏ板についての結果と比較し
て、図１０および図１１に示す。
【００１８】［実施例２］直径２０mmのＭｏの棒を、内
径２０mm、外径２４mmのＮｂのチューブに押し込み、そ
の外側に、内径２４mm、外径２５mmのＡｌのチューブを
かぶせて、引抜きにより伸線した。 得られた積層線材
の径は１．５mmであって、うち中心にあるＭｏは径１．
０mm、それをとり囲むＮｂ層は厚さ０．２mm、最外側の
Ａｌ層は０．０５mmであった。実施例１と同様に真空焼
鈍、さらに一部の試料につき大気中の加熱を行なって試
験をし、ほぼ同じ成績を得た。
径２０mm、外径２４mmのＮｂのチューブに押し込み、そ
の外側に、内径２４mm、外径２５mmのＡｌのチューブを
かぶせて、引抜きにより伸線した。 得られた積層線材
の径は１．５mmであって、うち中心にあるＭｏは径１．
０mm、それをとり囲むＮｂ層は厚さ０．２mm、最外側の
Ａｌ層は０．０５mmであった。実施例１と同様に真空焼
鈍、さらに一部の試料につき大気中の加熱を行なって試
験をし、ほぼ同じ成績を得た。
【００１９】
【発明の効果】本発明の耐食性Ｍｏ部材は、１５００℃
またはそれ以上の高温領域において、真空中はもちろん
大気中でも、また腐食性の使用条件下でも、実用上支障
のない程度に低い酸化または腐食しか受けず、長期にわ
たり安定して使用することができる。
またはそれ以上の高温領域において、真空中はもちろん
大気中でも、また腐食性の使用条件下でも、実用上支障
のない程度に低い酸化または腐食しか受けず、長期にわ
たり安定して使用することができる。
【００２０】本発明の製造方法は、クラッド圧延や伸線
ののち熱処理するだけの簡単な工程から成り、確実に金
属間化合物、さらにはＡｌ2Ｏ3の被覆層をＭｏ基材表面
に形成して、耐高温、耐食の性能をもったＭｏ部材を与
えることができる。
ののち熱処理するだけの簡単な工程から成り、確実に金
属間化合物、さらにはＡｌ2Ｏ3の被覆層をＭｏ基材表面
に形成して、耐高温、耐食の性能をもったＭｏ部材を与
えることができる。
【図１】 本発明のＭｏ部材のうち板状のものの製造工
程を説明するための材料の断面図であって、Ｍｏ基材の
板にＮｉ（またはＮｂ，Ｔｉ）の薄板とＡｌ箔とを重ね
た段階を示す。
程を説明するための材料の断面図であって、Ｍｏ基材の
板にＮｉ（またはＮｂ，Ｔｉ）の薄板とＡｌ箔とを重ね
た段階を示す。
【図２】 図１の材料をクラッド圧延して積層板材とし
た段階を示す。
た段階を示す。
【図３】 図２の積層板材を真空焼鈍して表面に金属化
合物を生成させた段階を示す。
合物を生成させた段階を示す。
【図４】 図３の材料をさらに酸化性雰囲気下で加熱し
て表面にＡｌ2Ｏ3層を形成させた段階を示す。
て表面にＡｌ2Ｏ3層を形成させた段階を示す。
【図５】 本発明のＭｏ部材のうち線状のものの製造工
程を説明するための、図１に対応する材料の断面図であ
って、Ｍｏ基材の線をＮｉ（またはＮｂ，Ｔｉ）のチュ
ーブおよびＡｌのチューブに挿入した段階を示す。
程を説明するための、図１に対応する材料の断面図であ
って、Ｍｏ基材の線をＮｉ（またはＮｂ，Ｔｉ）のチュ
ーブおよびＡｌのチューブに挿入した段階を示す。
【図６】 図５の材料を伸線して積層線材とした段階を
示す。
示す。
【図７】 図６の積層線材を真空焼鈍して表面に金属間
化合物を生成させた段階を示す。
化合物を生成させた段階を示す。
【図８】 図７の材料をさらに酸化性雰囲気下で加熱し
て、表面にＡｌ2Ｏ3層を形成させた段階を示す。
て、表面にＡｌ2Ｏ3層を形成させた段階を示す。
【図９】 図７の積層線材の別の態様を示す断面図。
【図１０】 本発明の実施例における試験データのグラ
フであって、酸化による増量を示す。
フであって、酸化による増量を示す。
【図１１】 図１０と同様な試験デ−タのグラフであっ
て、腐食による減量を示す。
て、腐食による減量を示す。
１ Ｍｏ基材 ２Ａ，２Ｂ Ｎｉ（Ｎｂ，Ｔｉ） ３Ａ，３Ｂ Ａｌ ４ 金属間化合物 ５ Ａｌ2Ｏ３
Claims (6)
- 【請求項１】 Ｍｏまたはその合金の基材の表面に、Ｎ
ｉ−Ａｌ系、Ｎｂ−Ａｌ系またはＴｉ−Ａｌ系の金属間
化合物の被覆層を有する耐食性Ｍｏ部材。 - 【請求項２】 金属間化合物の被覆層の上に、さらにＡ
ｌ2Ｏ3の層を有する請求項１のＭｏ部材。 - 【請求項３】 Ｍｏまたはその合金の基材がリボン材ま
たは線状である請求項１または２のＭｏ部材。 - 【請求項４】 Ｍｏまたはその合金の板を基材とし、そ
の両面にＮｉ，ＮｂまたはＴｉの薄板を介してＡｌの箔
を重ねてクラッド圧延し、得られた積層材を真空焼鈍し
て、Ｎｉ−Ａｌ系、Ｎｂ−Ａｌ系またはＴｉ−Ａｌ系の
金属間化合物を生成させることからなる、請求項１に記
載の耐食性Ｍｏ部材の製造方法。 - 【請求項５】 Ｍｏまたはその合金の線を基材とし、こ
れをＮｉ，ＮｂまたはＴｉのチューブの中に挿入し、チ
ュ−ブの外側をＡｌ層で被覆して伸線し、得られた積層
線材を真空焼鈍して、Ｎｉ−Ａｌ系、Ｎｂ−Ａｌ系また
はＴｉ−Ａｌ系の金属間化合物を生成させることからな
る、請求項１に記載の耐食性Ｍｏ部材の製造方法。 - 【請求項６】 請求項４または５の製造方法において、
真空焼鈍に続いて酸化性雰囲気下での加熱を行ない、表
面にＡｌ2Ｏ3の層を形成させることからなる請求項２に
記載の耐食性Ｍｏ部材を製造する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3008661A JP2985302B2 (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | 耐食性Ｍｏ部材とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3008661A JP2985302B2 (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | 耐食性Ｍｏ部材とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04246162A JPH04246162A (ja) | 1992-09-02 |
| JP2985302B2 true JP2985302B2 (ja) | 1999-11-29 |
Family
ID=11699121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3008661A Expired - Lifetime JP2985302B2 (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | 耐食性Ｍｏ部材とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2985302B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT1239U1 (de) * | 1996-03-27 | 1997-01-27 | Plansee Ag | Verfahren zur herstellung eines verbundwerkstoffes |
| CN104826867A (zh) * | 2015-05-15 | 2015-08-12 | 攀钢集团研究院有限公司 | 采用大压下量轧制镍中间层钛钢复合板的方法 |
| CN111020259B (zh) * | 2019-11-18 | 2021-11-23 | 海南大学 | 一种片状金属间化合物增强细晶钨合金及其制备方法 |
-
1991
- 1991-01-28 JP JP3008661A patent/JP2985302B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04246162A (ja) | 1992-09-02 |
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