JPH01129942A - 熱間加工性に優れたＮｉ基合金 - Google Patents
熱間加工性に優れたＮｉ基合金Info
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- JPH01129942A JPH01129942A JP28686687A JP28686687A JPH01129942A JP H01129942 A JPH01129942 A JP H01129942A JP 28686687 A JP28686687 A JP 28686687A JP 28686687 A JP28686687 A JP 28686687A JP H01129942 A JPH01129942 A JP H01129942A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、熱間加工性に優れたＮｉ基合金に関する。
（従来の技術とその問題点）
Ｎｉ基合金は超耐熱合金の一種であり、ジエツ°トエン
ジンのタービンブレード、ノズル、燃焼室やガスタービ
ンの動翼などを構成する素材として広く用いられている
。Ｎｉ基合金の種類は極めて多い。それらの１つとして
、Ｃ，Ｃｒ５Ｃｏ、Ｍｏ。
ジンのタービンブレード、ノズル、燃焼室やガスタービ
ンの動翼などを構成する素材として広く用いられている
。Ｎｉ基合金の種類は極めて多い。それらの１つとして
、Ｃ，Ｃｒ５Ｃｏ、Ｍｏ。
Ｔｉ、Ａｊ！、Ｗをそれぞれ所定量含有し、更に不純物
としてＳ、ＰとＣのような不可避的不純物を含有するＮ
ｉ基合金がＵ３２０の名称で知られている。
としてＳ、ＰとＣのような不可避的不純物を含有するＮ
ｉ基合金がＵ３２０の名称で知られている。
このＮｉ基合金は、高温強度が優れているので、ガスタ
ービンの動翼用素材として多用されている。
ービンの動翼用素材として多用されている。
この合金は、上記した成分から成る合金組成の鋳造イン
ゴットとして調製されたのち、所定の温度下において所
定の加工率で熱間鋳造されて実用に供される。この鍛造
過程で、鋳造インゴットの粗大な結晶粒は微細化されか
つ整粒されて、高温下における靭性、破断伸びの大きい
素材となる。
ゴットとして調製されたのち、所定の温度下において所
定の加工率で熱間鋳造されて実用に供される。この鍛造
過程で、鋳造インゴットの粗大な結晶粒は微細化されか
つ整粒されて、高温下における靭性、破断伸びの大きい
素材となる。
この場合、鍛造時の圧下量が大きければ大きいほど、上
記した結晶粒の微細化、整粒化にとっての効果は顕著に
なる。
記した結晶粒の微細化、整粒化にとっての効果は顕著に
なる。
しかしながら、上記した合金は熱間加工性が必ずしも優
れていないので、鍛造時の圧下量をそれ程大きくとれな
いという問題がある。仮に、圧下量を大きくとりすぎる
と、鍛造過程で、割れ、カケ、サケなどの欠陥組織が多
発してしまう、このようなことから、上記合金の場合、
鍛造時の温度を１０００−１１００℃、圧下量（加工率
）を最大２０％の条件下で行うのが通例であり、そのた
め、得られた合金素材の靭性、破断伸びなどの特性を大
幅に向上せしめることは困難であった。
れていないので、鍛造時の圧下量をそれ程大きくとれな
いという問題がある。仮に、圧下量を大きくとりすぎる
と、鍛造過程で、割れ、カケ、サケなどの欠陥組織が多
発してしまう、このようなことから、上記合金の場合、
鍛造時の温度を１０００−１１００℃、圧下量（加工率
）を最大２０％の条件下で行うのが通例であり、そのた
め、得られた合金素材の靭性、破断伸びなどの特性を大
幅に向上せしめることは困難であった。
本発明は、上記した問題を解決し、熱間加工性が優れて
いるので鍛造時に圧下量を大きくとることができ、その
ため鍛造後にあっては靭性、破断伸びが優れた材料にな
ることができるＮｉ基合金の提供を目的とする。
いるので鍛造時に圧下量を大きくとることができ、その
ため鍛造後にあっては靭性、破断伸びが優れた材料にな
ることができるＮｉ基合金の提供を目的とする。
本発明者は上記した合金における各成分の種類、含有量
を熱間加工性の良否との関係につき鋭意研究を重ねたと
ころ、上記合金中に不純物上して含有されているＳの量
が熱間加工性に大きな影響を与えるという事態を見出し
、またＳの含有量をある値に規制した状態の合金に、更
に所定量のＢ。
を熱間加工性の良否との関係につき鋭意研究を重ねたと
ころ、上記合金中に不純物上して含有されているＳの量
が熱間加工性に大きな影響を与えるという事態を見出し
、またＳの含有量をある値に規制した状態の合金に、更
に所定量のＢ。
Ｚｒを添加すると新たに得られた合金の熱間加工性は一
層向上するとの事実を見出して本発明のＮｉ基合金を開
発するに至った。
層向上するとの事実を見出して本発明のＮｉ基合金を開
発するに至った。
ｃ問題点を解決するための手段）
本発明のＮｉ基合金は、その組成が重量％で、Ｃ＋０．
１％以下、Ｃｒ ： １５．０〜２２．０％、Ｃｏ ：
９．０〜１５．０％、Ｍ ｏ ： ４．０〜８．０％
、Ｔｉ：１．５〜４．０％、／ｌ：１．Ｏ〜３．０％、
Ｗ ？ ０．５〜２．０％を含有し、残部Ｎｉと不純物
とから成るＮｉ基合金において、不純物であるＳの含有
量が０．００１％以下であることを特徴とし、他のＮｉ
基合金は、その組成が、重量％で、Ｃ：０．１％以下、
Ｃｒ ： １５．０〜２２．０％、Ｃｏ ： ９．０〜
１５．０％、Ｍ ｏ ： ４．０〜８．０％、Ｔ ｉ
： １．５〜４．０％、Ａｉ：ｔ、ｏ〜３．０％、Ｗ＝
０．５〜２．０％を含有し、残部Ｎ３と不純物とから成
るＮｉ基合金において、不純物であるＳの含有量が０゜
００１％以下であり、更に重量％にして、Ｂ ： ０．
００３〜０．００８％、Ｚ ｒ ： ０．０２〜０．１
％を含有していることを特徴とする。
１％以下、Ｃｒ ： １５．０〜２２．０％、Ｃｏ ：
９．０〜１５．０％、Ｍ ｏ ： ４．０〜８．０％
、Ｔｉ：１．５〜４．０％、／ｌ：１．Ｏ〜３．０％、
Ｗ ？ ０．５〜２．０％を含有し、残部Ｎｉと不純物
とから成るＮｉ基合金において、不純物であるＳの含有
量が０．００１％以下であることを特徴とし、他のＮｉ
基合金は、その組成が、重量％で、Ｃ：０．１％以下、
Ｃｒ ： １５．０〜２２．０％、Ｃｏ ： ９．０〜
１５．０％、Ｍ ｏ ： ４．０〜８．０％、Ｔ ｉ
： １．５〜４．０％、Ａｉ：ｔ、ｏ〜３．０％、Ｗ＝
０．５〜２．０％を含有し、残部Ｎ３と不純物とから成
るＮｉ基合金において、不純物であるＳの含有量が０゜
００１％以下であり、更に重量％にして、Ｂ ： ０．
００３〜０．００８％、Ｚ ｒ ： ０．０２〜０．１
％を含有していることを特徴とする。
以下に、本発明のＮｉ基合金における各成分元素の含有
量の範囲の限定理由を述べる。
量の範囲の限定理由を述べる。
旦エム１％駅工
Ｃは、不純物として混入するが、０．１％以下であれば
耐熱合金としての性能に影響を及ぼさないが、しかし、
０．１χを超える場合は熱間加工性が低下するので、そ
の含有量は０．１％以下とする。好ましくは０．０７％
以下である。
耐熱合金としての性能に影響を及ぼさないが、しかし、
０．１χを超える場合は熱間加工性が低下するので、そ
の含有量は０．１％以下とする。好ましくは０．０７％
以下である。
Ｃｒ ： １５．０〜２２．０’
Ｃｒは、高温酸化性の向上に資する成分であり、その含
有量が１５．０％未満の場合は、酸化が激しく長期間の
使用に耐え得ず、また２２．０％を超える場合は高温靭
性が低下するため、その含有量は１５．０〜２２．０％
とする。好ましくは、１８〜２０％である− Ｃｏ ： ９．０〜１５．０％ Ｃｏは、高温強度の向上に資する成分であり、その含有
量が９．０％未満の場合は充分な高温強度が得られない
、また１５．０％を超える場合は熱間加工性が低下する
ため好ましくない、従ってその含有量は９．０〜１５．
０％とする。好ましくは１０〜１２％である。
有量が１５．０％未満の場合は、酸化が激しく長期間の
使用に耐え得ず、また２２．０％を超える場合は高温靭
性が低下するため、その含有量は１５．０〜２２．０％
とする。好ましくは、１８〜２０％である− Ｃｏ ： ９．０〜１５．０％ Ｃｏは、高温強度の向上に資する成分であり、その含有
量が９．０％未満の場合は充分な高温強度が得られない
、また１５．０％を超える場合は熱間加工性が低下する
ため好ましくない、従ってその含有量は９．０〜１５．
０％とする。好ましくは１０〜１２％である。
Ｍ ｏ ： ４．０〜８．０ ’
Ｍｏは、高温靭性の向上に資する成分であり、その含有
量が４．０％未満の場合は、良好な高温靭性が得られず
、また８、０％を超える場合は、熱間加工性が低下する
ため、その含有量は４．０〜８．０χとする。好ましく
は、５〜７％である。
量が４．０％未満の場合は、良好な高温靭性が得られず
、また８、０％を超える場合は、熱間加工性が低下する
ため、その含有量は４．０〜８．０χとする。好ましく
は、５〜７％である。
Ｔｉ：１．５〜４．０
Ｔｉは、高温酸化性の向上に資する成分であり、その含
有量が１．５％未満の場合は酸化が激しく長期間の使用
に耐え得ず、また４、０％を趙える場合は熱間加工性が
低下するため、その含有量は１．５χ〜４．０％とする
。好ましくは２〜３である。
有量が１．５％未満の場合は酸化が激しく長期間の使用
に耐え得ず、また４、０％を趙える場合は熱間加工性が
低下するため、その含有量は１．５χ〜４．０％とする
。好ましくは２〜３である。
／ｌ：１．０〜３．０％
Ａｌは、鋼中に金属間化合物を形成し、高温強度の向上
に責する成分であり、その含有量が１．０％未満の場合
は、高温強度の向上に寄与しない。
に責する成分であり、その含有量が１．０％未満の場合
は、高温強度の向上に寄与しない。
また３、０％を超える場合は熱間加工性が低下するため
、その含有量は１．０〜３．０％とする。好ましくは、
１．５〜２．５％である。
、その含有量は１．０〜３．０％とする。好ましくは、
１．５〜２．５％である。
Ｗ：Ｏ，Ｓ〜２０％
Ｗは、高温靭性の向上に資する成分であり、その含有量
が０．５％未満の場合は高温靭性の向上に寄与しない、
また２、０％を超える場合は熱間加工性が低下するため
、その含有量は０．５〜２．０％とする。好ましくは０
．８〜１．２％である。
が０．５％未満の場合は高温靭性の向上に寄与しない、
また２、０％を超える場合は熱間加工性が低下するため
、その含有量は０．５〜２．０％とする。好ましくは０
．８〜１．２％である。
・′ であるＳ ： ０．００１％ｐ下Ｓは合金原料の
精練度との関係や合金調製時のラインから合金に含有さ
れてくる各種不純物成分のうちの１つであるが、本発明
の合金においてはこのＳの含有量を０．００１％以下に
規制する。
精練度との関係や合金調製時のラインから合金に含有さ
れてくる各種不純物成分のうちの１つであるが、本発明
の合金においてはこのＳの含有量を０．００１％以下に
規制する。
Ｓの含有量が０．００１％を超える場合は、良好な熱間
加工性が得られないからである。好ましくは０．０００
７％以下である。
加工性が得られないからである。好ましくは０．０００
７％以下である。
本発明の他の合金は、更に、上記した成分組成の合金に
以下のＢ、Ｚｒを含有せしめたものである。
以下のＢ、Ｚｒを含有せしめたものである。
Ｂ ： ０．００３〜０．００８％
Ｂは、極めて微量な添加であっても後述する含有量のＺ
「と−緒になって、合金の熱間加工性を更に向上せしめ
るという相乗効果を発揮する成分であり、その含有量が
上記した範囲を外れる場合は、いずれの場合であっても
熱間加工性が低下するので、その含有量は０．００３〜
０．００８χとする。
「と−緒になって、合金の熱間加工性を更に向上せしめ
るという相乗効果を発揮する成分であり、その含有量が
上記した範囲を外れる場合は、いずれの場合であっても
熱間加工性が低下するので、その含有量は０．００３〜
０．００８χとする。
Ｚ ｒ ： ０．０２〜０．１％
Ｚ「は、上記した含有量のＢと一緒になって合金の熱間
加工性を更に向上せしめる成分であり、その含有量が上
記した範囲を外れる場合は、いずれの場合であっても熱
間加工性は低下する。
加工性を更に向上せしめる成分であり、その含有量が上
記した範囲を外れる場合は、いずれの場合であっても熱
間加工性は低下する。
本発明の合金は、上記した各成分の所定量を混合したの
ち例えば真空溶解法でこれを溶解して所定の合金組成の
鋳造インゴットとして調製することができる。このとき
、Ｓの含有量の調整は、例えば、各原料成分の純度規制
、インゴッＨＩＩ製時における脱硫処置によって行うこ
とができる。
ち例えば真空溶解法でこれを溶解して所定の合金組成の
鋳造インゴットとして調製することができる。このとき
、Ｓの含有量の調整は、例えば、各原料成分の純度規制
、インゴッＨＩＩ製時における脱硫処置によって行うこ
とができる。
（実施例）
実施例１
第１表に示したように、Ｓ含有量が異なる種類のＮｉ基
合金のインゴットを調製した。
合金のインゴットを調製した。
第１表に示した各インゴット（１５ｋｇ）について、ｔ
ｉｏｏ℃の温度でそれぞれ絞り性を調べた。その結果を
Ｓ含有量と絞り（％）との関係として第１図に示した。
ｉｏｏ℃の温度でそれぞれ絞り性を調べた。その結果を
Ｓ含有量と絞り（％）との関係として第１図に示した。
図中、・印は９５０°Ｃにおける結果、○印は１１００
℃における結果である。
℃における結果である。
結果から明らかなように、本発明の合金は高温下におけ
る絞り性が良好で熱間加工性に優れていることが判明し
た。
る絞り性が良好で熱間加工性に優れていることが判明し
た。
実施例２
Ｓの含有量は０．００１％と一定にし、Ｂ、Ｚｒの含有
量を変えて第２表に示した組成のＮｉ基合金のインゴッ
トを調製した。
量を変えて第２表に示した組成のＮｉ基合金のインゴッ
トを調製した。
（以下余白）
第１表
第２表
得られた各種類のインゴットにつき、９００〜１１５０
℃の温度域で絞り値（％）を測定した。 ９００〜１１
５０″Ｃの平均値としてその結果を第２図に示した。図
中、Ｏ印肉の数字は絞り値（％）を示す。
℃の温度域で絞り値（％）を測定した。 ９００〜１１
５０″Ｃの平均値としてその結果を第２図に示した。図
中、Ｏ印肉の数字は絞り値（％）を示す。
結果から明らかなように、本発明の合金は絞り性が良好
で熱間加工性に優れている。
で熱間加工性に優れている。
（発明の効果）・
以上の説明で明らかなように、本発明のＮｉ基合金は、
その組成を、重量％で、Ｃ：Ｏ；１％以下、Ｃｒ ：
１５．０〜２２．０％、Ｃｏ ： ９．０〜１５．０％
、Ｍｏ：４．０〜８．０％、Ｔ ｔ ： １．５〜４．
０％、Ａｊ！：１．０〜３．０％、Ｗ：０．５〜２．０
％を含有し、残部Ｎｉと不純物とから成るＮｉ基合金に
おいて、不純物であるＳの含有量がＯ−，００１％以下
であるようにし、また、重量％で、Ｃ：０．１％以下、
Ｃｒ： １５．０〜２２゜０％、Ｃｏ：９．０〜．１５
．０％、Ｍｏ：４．０〜８．０％、Ｔ ｉ ： １．５
〜４．０％、１：１．．０〜３・、０％、Ｗ；０．５〜
２．０％を含有し、残部Ｎｉと不純物とから成るＮｉ基
合金において、不純物であるＳの含有量が０．００１％
以下であり、更に重量％にして、Ｂ ： ０．００３〜
０．００８％、Ｚ ｒ ： ０．０２〜０．１％を含有
しているようにしたので、熱間加工性が向上する。その
結果、鍛造時に圧下量を大きくとることができ、そのた
め結晶粒の緻密化・整粒化を従来以上に押し進めること
が可能であり、高温強度の優れた材料にすることができ
る。
その組成を、重量％で、Ｃ：Ｏ；１％以下、Ｃｒ ：
１５．０〜２２．０％、Ｃｏ ： ９．０〜１５．０％
、Ｍｏ：４．０〜８．０％、Ｔ ｔ ： １．５〜４．
０％、Ａｊ！：１．０〜３．０％、Ｗ：０．５〜２．０
％を含有し、残部Ｎｉと不純物とから成るＮｉ基合金に
おいて、不純物であるＳの含有量がＯ−，００１％以下
であるようにし、また、重量％で、Ｃ：０．１％以下、
Ｃｒ： １５．０〜２２゜０％、Ｃｏ：９．０〜．１５
．０％、Ｍｏ：４．０〜８．０％、Ｔ ｉ ： １．５
〜４．０％、１：１．．０〜３・、０％、Ｗ；０．５〜
２．０％を含有し、残部Ｎｉと不純物とから成るＮｉ基
合金において、不純物であるＳの含有量が０．００１％
以下であり、更に重量％にして、Ｂ ： ０．００３〜
０．００８％、Ｚ ｒ ： ０．０２〜０．１％を含有
しているようにしたので、熱間加工性が向上する。その
結果、鍛造時に圧下量を大きくとることができ、そのた
め結晶粒の緻密化・整粒化を従来以上に押し進めること
が可能であり、高温強度の優れた材料にすることができ
る。
第１図は実施例１で表示した組成−の合金のＳ含有量と
絞りとの関係グラフ、第２図は実施例２で表示した組成
の合金の絞り値に対し、Ｓ含有量と２「含有量とが与え
る影響を示す関係グラフである。
絞りとの関係グラフ、第２図は実施例２で表示した組成
の合金の絞り値に対し、Ｓ含有量と２「含有量とが与え
る影響を示す関係グラフである。
Claims (2)
- （１）重量％で、Ｃ：０．１％以下、Ｃｒ：１５．０〜
２２．０％、Ｃｏ：９．０〜１５．０％、Ｍｏ：４．０
〜８．０％、Ｔｉ：１．５〜４．０％、Ａｌ：１．０〜
３．０％、Ｗ：０．５〜２．０％を含有し、残部Ｎｉと
不純物とから成るＮｉ基合金において、不純物であるＳ
の含有量が０．００１％以下であることを特徴とする熱
間加工性に優れたＮｉ基合金。 - （２）重量％で、Ｃ：０．１％以下、Ｃｒ：１５．０〜
２２．０％、Ｃｏ：９．０〜１５．０％、Ｍｏ：４．０
〜８．０％、Ｔｉ：１．５〜４．０％、Ａｌ：１．０〜
３．０％、Ｗ：０．５〜２．０％を含有し、残部Ｎｉと
不純物とから成るＮｉ基合金において、不純物であるＳ
の含有量が０．００１％以下であり、更に重量％にして
、Ｂ：０．００３〜０．００８％、Ｚｒ：０．０２〜０
．１％を含有していることを特徴とする熱間加工性に優
れたＮｉ基合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28686687A JPH01129942A (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 熱間加工性に優れたＮｉ基合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28686687A JPH01129942A (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 熱間加工性に優れたＮｉ基合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01129942A true JPH01129942A (ja) | 1989-05-23 |
Family
ID=17710025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28686687A Pending JPH01129942A (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 熱間加工性に優れたＮｉ基合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01129942A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2417729A (en) * | 2004-09-03 | 2006-03-08 | Haynes Internat Inc | Nickel-chromium-cobalt based alloy |
| WO2007119847A1 (ja) * | 2006-04-14 | 2007-10-25 | Mitsubishi Materials Corporation | Ｎｉ基耐熱合金溶接用ワイヤー |
| US8066938B2 (en) | 2004-09-03 | 2011-11-29 | Haynes International, Inc. | Ni-Cr-Co alloy for advanced gas turbine engines |
| JP2014122385A (ja) * | 2012-12-21 | 2014-07-03 | Hitachi Ltd | 鍛造部材並びにこれを用いた蒸気タービンロータ、蒸気タービン動翼、ボイラ配管、ボイラチューブ及び蒸気タービンボルト |
Citations (1)
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| JPS5111013A (ja) * | 1974-07-19 | 1976-01-28 | Nippon Steel Corp | Tainetsunitsukerugokinno seizoho |
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1987
- 1987-11-13 JP JP28686687A patent/JPH01129942A/ja active Pending
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