JP7151769B2 - 金属部材の接合方法及び金属部材接合体 - Google Patents
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Description
まず、実施例1の供試体について説明する。Ni合金部材には、固溶強化型の耐熱Ni基合金であるHaynes230合金を用いた。Haynes230合金は、Cr炭化物やW炭化物等の炭化物を含む炭化物含有Ni合金である。Haynes230合金には、上述した合金組成のものを用いた。Ni合金部材の形状は、ブロック状とした。インサート材には、純Ni箔を用いた。純Ni箔には、Niの純度が99%以上のものを使用した。インサート材の厚みは、5μmから10μmとした。Haynes230合金同士で形成したNi合金部材と、Ni合金部材との間にインサート材を挟んで積層体を形成した。
実施例1及び比較例1の供試体について、常温で引張試験を行った。引張試験は、ASTM E8/E8Mに準拠して行った。引張試験片は、各供試体から切り出して作製した。試験体数は、各供試体について各々3体とした。図4は、各供試体の引張試験結果を示すグラフである。図4のグラフでは、横軸に各供試体を取り、縦軸に継手効率を取り、各供試体の継手効率を棒グラフで表している。なお、継手効率は、母材であるHaynes230合金の室温引張強度の規格値(760MPa)を1としたときの値である。
実施例1から3の供試体について、クリープ試験を行った。クリープ試験は、JIS Z 2271に準拠して行った。クリープ試験片は、各供試体から切り出して作製した。試験体数は、各供試体について各々3体とした。図5は、各供試体のクリープ試験結果を示すグラフである。図5のグラフにおいて、横軸にラーソンミラーパラメータ(Larson-Miller parameter)Pを取り、縦軸に応力を取り、実施例1の供試体を菱形、実施例2の供試体を正方形、実施例3の供試体を三角形、母材を丸で示している。なお、ラーソンミラーパラメータPは、P=T(C+logtr)で表されるパラメータである。Tは、絶対温度(K)であり、trは、破断時間(h)であり、Cは、材料定数である。なお、材料定数Cは、20とした。
実施例1、2の供試体と、比較例1、2の供試体とについて、光学顕微鏡により金属組織観察を行った。図6は、比較例1の供試体の金属組織観察結果を示す写真である。図7は、実施例1の供試体の金属組織観察結果を示す写真である。図8は、実施例2の供試体の金属組織観察結果を示す写真である。図9は、比較例2の供試体の金属組織観察結果を示す写真である。なお、金属組織観察の倍率は、200倍とした。
Claims (7)
- 金属部材の接合方法であって、
炭化物含有Ni合金同士または炭化物含有Fe合金同士で形成されている第1金属部材及び第2金属部材の間に、インサート材を挟んで積層体を形成する積層体形成工程と、
前記積層体を加熱加圧することにより前記インサート材に炭化物を固溶させて固相拡散接合し、接合部の接合界面に炭化物が析出していない金属部材接合体を形成する固相拡散接合工程と、
を備え、
前記インサート材は、前記第1金属部材及び前記第2金属部材が前記炭化物含有Ni合金同士で形成されている場合には、前記第1金属部材及び前記第2金属部材のNiの含有率よりも大きい含有率のNiを含み、前記第1金属部材及び前記第2金属部材が前記炭化物含有Fe合金同士で形成されている場合には、前記第1金属部材及び前記第2金属部材のFeの含有率よりも大きい含有率のFeまたはNiを含む、金属部材の接合方法。 - 請求項1に記載の金属部材の接合方法であって、
前記第1金属部材及び前記第2金属部材は、前記炭化物含有Ni合金同士で形成されており、
前記インサート材は、前記第1金属部材及び前記第2金属部材のNiの含有率よりも大きい含有率のNiを含む、金属部材の接合方法。 - 請求項2に記載の金属部材の接合方法であって、
前記インサート材は、純Niで形成されている、金属部材の接合方法。 - 請求項1から3のいずれか1つに記載の金属部材の接合方法であって、
前記金属部材接合体を熱処理して、前記第1金属部材及び前記第2金属部材の接合部の結晶粒を、前記接合部の接合界面を跨いで成長させる熱処理工程を備える、金属部材の接合方法。 - 金属部材接合体であって、
炭化物含有Ni合金同士または炭化物含有Fe合金同士で形成されている第1金属部材及び第2金属部材と、
前記第1金属部材と、前記第2金属部材との間に設けられ、拡散層で形成される接合部と、
を備え、
前記接合部の接合界面は、炭化物が固溶しており、炭化物が析出していない、金属部材接合体。 - 請求項5に記載の金属部材接合体であって、
前記第1金属部材及び前記第2金属部材は、前記炭化物含有Ni合金同士で形成されている、金属部材接合体。 - 請求項5または6に記載の金属部材接合体であって、
前記接合部の結晶粒が、前記接合界面を跨いでいる、金属部材接合体。
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