JPH01129943A - クロム基合金圧延体およびその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はクロム基合金圧延体およびその製造法に関する
ものである。

金属クロムは高温においても耐酸性、耐アルカリ性等の
耐薬品性に優れ、かつ耐候性に優れており、極めて存用
な金属の一つである。しかしながら、このような優れた
性質をもつにもかかわらず低温で靭性が低く加工が困難
であるために金属クロム及びクロム基合金の圧延体はほ
とんど実用化されていない状況にある。さらに実用化が
試みられた圧延体についても実用材としては充分な特性
を有しているとは言いがたい。

本発明は金属クロム本来の特性を生かしたクロム基合金
圧延体ならびにその製造法を提供するものである。

［従来の技術及びその問題点コ これまでに金属クロム及びクロム基合金の成型加工方法
としては次の方法が知られている。

１）金属粉末を粉末圧延（冷間）、焼結、再圧延。

焼鈍という工程を経て板状とする方法（特開昭５８−５
５５０２号）。

２）７（Ｈ１ｒｍ％以上のクロムを含有する合金打粉末
を金属容器中に、ＩＱ　　　ｔｏｒｒ以下の減圧下、１
５０〜８００℃の温度範囲内の温度で真空封入し、次い
で、２００ｋｇ／ｃｍの不活性ガス圧下で、１０００〜
１４００℃に加熱保持し加圧焼結し、次いで８００〜１
３５０℃の温度範囲で圧延する方法（特公昭６０−５８
２８９号）。

３）純度９９％以上の金属クロムの粉末または成形体を
密封容器に封入し、真空処理し、これを６００〜１００
０℃で加熱圧延することを特徴とする相対密度が９５％
以上である金属クロム圧延体の製造法（特開昭６２−１
０３３０３号）。

しかしながら、上記従来技術にはそれぞれ次のような問
題点がある。

すなわち、１）の方法は多工程を要し、操作が繁雑であ
り、冷間圧延では粉末粒子間の隙間がある程度少なくな
るが粉末粒子自体の変型が進みに＜＜、かつ、得られた
成形体の相対密度が低いなどの問題点がある。

また２）の方法は８００〜１３５０℃という高温で圧延
するために、金属クロム自体が空気中の酸素や窒素と反
応し、高純度の金属クロム圧延体が得られない。これら
の反応を抑制するために雰囲気制御、密封溶器中で加工
する方法も考えられるがこれらの反応を完全に抑制する
ことは困難であるし、また任意の形状に加工するのは実
質上不可能である。さらに３）の方法では得られた成形
体の相対密度が低いという問題点がある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明者らは上記問題点を解決するために鋭意研究を重
ねた結、果、金属クロムの脆性を改善し得る添加元素を
見出し、更にこのクロム基合金塊の圧延法を工夫するこ
とにより、圧延体を得ることができることを見出し本発
明に至った。

すなわち本発明は、周期表におけるＶＡ族元素（Ｖ、Ｎ
ｂ、Ｔａ）から選ばれた一種又は二種以上の金属０．０
１〜１０ａｔ％および残部実質的にクロムからなるクロ
ム基合金圧延体および周期表におけるＶＡ族元素から選
ばれた一種又は二種以上の金属０．０１〜１０ａｔ％お
よび残部が実質的にクロムからなるクロム基合金塊を、
初期圧延として延性脆性遷移温度付近の温度（２００〜
７００℃）で超微速度（０，０５〜１　　ｍ／ｍ１ｎ）
のクロス圧延をし、次いで温間圧延（常温以上、再結晶
温度以下における圧延）を行なうことを特徴とするクロ
ム基合金圧延体の製造方法を提供するものである。

金属クロムの難加工性の原因は結晶構造が体心立方であ
るために酸素、窒素、炭素等の不純物元素により脆化す
ることであると考えられている。

本発明のクロム基合金圧延体に含まれる■、Ｎｂ及びＴ
ａは金属クロムが不可避的に含有している不純物炭素と
化合して炭化物を形成し、クロム母相から不純物炭素を
取り除くのでクロム基合金圧延体は脆化が防止される。

また、圧延体中に形成される炭化物は微細に分散してい
るため破壊の起点となることはない。更に、圧延率７０
％以上の圧延を施したものは組織の調整が成されている
ので優れた引っ張り特性を示す。

本発明の製造方法においては、原料としてｖｌＮｂ及び
Ｔａを添加した合金を用い、該合金を延性脆性遷移温度
付近の温度（２００〜７００℃）で超微速度（０，０５
〜１ｍ／ｍｉ　ｎ）（りクロス圧延を行うことにより、
クロム基合金塊の組織の調整がなされ、圧延体の方向性
を解消される。従ってこの後、上記温度領域で圧延を繰
り返し行っても金属に割れが生ずることがなく、所望の
板厚のクロム基合金圧延体を得ることができる。またこ
の温間圧延は圧延率７０％以上まで繰返し行うことが好
ましい。これによって得られる圧延体には優れた引っ張
り特性が生ずる。さらにこの温度−領域では圧延体への
窒素、酸素の侵入が極力少なくすることができるので高
靭性の圧延体が得られる。

また、クロス圧延は通常の圧延機を用い複数方向へ繰返
しクロス状に圧延することにより行うことができるが、
このときの圧延率は１回の圧延について１〜５％である
ことが好ましい。圧延率が１％より小さい場合は金属の
表面のみが圧延され内部の組織調整がなされず、一方、
５％より大きい場合金属に割れが生ずるおそれがある。

本発明の製造法において用いられる金属クロムおよび添
加用金属は純度９９．９％以上であることが好ましく、
炭素、窒素、酸素などの不純物の混入は極力避けるべき
である。これらの不純物を除去することにより圧延体の
靭性を増大させることができるからである。かかる高純
度の金属クロムはクロム塩溶液を電解して得られた金属
クロム。

またはクロム塩溶液を溶媒抽出法により精製し、得られ
たクロム塩溶液もしくはこの溶液から得たクロム塩を酸
化して得たクロム酸を水素還元法などにより還元して得
た金属クロムなどを用いることができる。

圧延に供するためのクロム基合金塊の製造法は炭素、窒
素、酸素などの不純物による汚染を防止できる方法であ
れば、とくに限定されない。−例として不活性ガス中で
アーク溶解することによりクロム基合金塊を製造する方
法がある。

［発明の効果］ 本発明の圧延体は従来公知の金属クロム圧延体ならびに
クロム基合金圧延体と比較し、展性、延性に富み、二次
加工が容易になり、更に任意の形状の物品に加工するこ
とができる。従って、このクロム基合金圧延体は、その
まま又は二次加工され、高温でしかも強酸１強アルカリ
等の苛酷な条件のもとでも充分に使用に耐えるものとな
る。また、本発明の製造法によれば比較的簡単な操作で
靭性を有するクロム基合金圧延体が得らる。また、圧延
率の大きな圧延を行っても金属に割れが生ずることがな
いので、板厚の薄い圧延体も得ることができる。

［実施例］ 以下本発明を実施例により説明するが、本発明は、これ
らに何隻限定されるものではない。なお実施例中％はす
べて重量％をしめす。

実施例１ 不純物としテＦ　ｅ　：　０．０１５％、　　Ｃ：　０
．００３％、ｏ：０．０３０％、　Ｎ　：　０．００４
Ｌ　　Ｓ　ｉ　：　０．０１２％１２％を含む゛金属ク
ロム３００ｇと純度９９，９％の金属バナジウムム０．
５ｇの混合物を不活性ガス−アーク溶解炉（Ｍａｘ、１
００ＯＡ　　２０Ｖ）を用いて１気圧アルゴンガス下で
溶解し２８５ｇのインゴットを得、このインゴットがら
３　ｃｍ　ｘ　５　ｃｍ　ｘ　１　ｃｍの大きさのクロ
ム基合金塊を作成した。

次いで、ロール径が２００市φの加熱圧延装置に前記ク
ロム基合金塊を挿入し、温度４５０”Ｃに加熱し、圧延
速度０．１ｍ／ｍｉｎでクロス状に５回圧延を行った。

このとき、圧下率は１回につき３％と′した。その後、
温度５００　℃で圧下率を原料のクロム基合金から９５
％となる迄・圧延し、冷却し、クロム基合金圧延体を取
り出した。このクロム基合金圧延体から引張り試験片を
切出し、室温で引張り試験を実施したところ、２１％の
伸びを示した。

実施例２−８ 出発原料として実施例１と同様の金属クロムおよび純度
９９６９％の添加用金属を用い、実施例１と同様の手法
により表１に示す添加金属及び添加量のクロム基合金塊
を作成し、表２に示す条件の下にクロス圧延を行った。

得られた圧延体の引張特性を表３に示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）周期表におけるＶＡ族元素から選ばれた一種又は
   二種以上の金属０．０１〜１０ａｔ％および残部が実質
   的にクロムからなるクロム基合金圧延体。
2. （２）室温の引張り特性において２０％以上の伸びを有
   する特許請求の範囲第１項記載のクロム基合金圧延体。
3. （３）周期表におけるＶＡ族元素から選ばれた一種又は
   二種以上の金属０．０１〜１０ａｔ％および残部が実質
   的にクロムからなるクロム基合金塊を、初期圧延として
   延性脆性遷移温度付近の温度（２００〜７００℃）で超
   微速度（０．０５〜１ｍ／ｍｉｎ）のクロス圧延をし、
   次いで温間圧延を行なうことを特徴とするクロム基合金
   圧延体の製造方法。
4. （４）圧延率が７０％以上である特許請求の範囲第３項
   記載のクロム基合金圧延体の製造方法。