JPH01309791A - 接合性の優れたチタンクラッド鋼板の製造方法 - Google Patents
接合性の優れたチタンクラッド鋼板の製造方法Info
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- JPH01309791A JPH01309791A JP14008888A JP14008888A JPH01309791A JP H01309791 A JPH01309791 A JP H01309791A JP 14008888 A JP14008888 A JP 14008888A JP 14008888 A JP14008888 A JP 14008888A JP H01309791 A JPH01309791 A JP H01309791A
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- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
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）
本発明は圧延接合法によるチタンクラッド鋼板の製造方
法に関するものである。
法に関するものである。
（従来技術）
従来より、チタンクラッド鋼板の製造法としては、爆着
法、圧延接合法及び爆着圧延法が広く知られている。
法、圧延接合法及び爆着圧延法が広く知られている。
しかし、爆着法は、合せ材を爆薬の爆発エネルギーによ
り母材と接合させるため、合せ材と母材の接合界面に炭
化物や金属間化合物などが生成せず、比較的良好な接合
強度が得られるが、種々の要因から薄物や長尺、広幅材
は製造が不可能であり、また大量生産が難しく、コスト
アンプにつながるといった問題があった。
り母材と接合させるため、合せ材と母材の接合界面に炭
化物や金属間化合物などが生成せず、比較的良好な接合
強度が得られるが、種々の要因から薄物や長尺、広幅材
は製造が不可能であり、また大量生産が難しく、コスト
アンプにつながるといった問題があった。
また、圧延接合法では、熱間圧延時及びその後の冷却中
、合せ材と母材の接合界面に、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃ等の相互
拡散によって金か間化合物、炭化物、Ｔｉのω変態組織
が生成し、接合性を劣化させるという問題がある。そこ
で、このような脆化層を抑制する目的で、合せ材と母材
の接合予定面に種々のインサート材を介在させる方法が
試みられているが、脆化層の生成を防止し得る適切なイ
ンサート材が見い出されているとは云い難い。
、合せ材と母材の接合界面に、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃ等の相互
拡散によって金か間化合物、炭化物、Ｔｉのω変態組織
が生成し、接合性を劣化させるという問題がある。そこ
で、このような脆化層を抑制する目的で、合せ材と母材
の接合予定面に種々のインサート材を介在させる方法が
試みられているが、脆化層の生成を防止し得る適切なイ
ンサート材が見い出されているとは云い難い。
更に、爆着圧延法は、爆着と圧延の両工程を要するため
に製造コストが高くなるという問題のほか、加熱中、Ｔ
ｉ中へのＦｅ、Ｃ等の拡散に起因して接合力が低下する
ことが大きい問題として残されている。
に製造コストが高くなるという問題のほか、加熱中、Ｔ
ｉ中へのＦｅ、Ｃ等の拡散に起因して接合力が低下する
ことが大きい問題として残されている。
（発明が解決しようとする課題）
上記各種接合法のうち、圧延接合法における問題点を更
に詳細に説明すると、以下のとおりである。
に詳細に説明すると、以下のとおりである。
圧延接合法では、前述の如く合せ材（チタン）と母材（
炭素鋼）の接合界面に生成する脆化層を防止する方法と
して、フェライト系ステンレス鋼、マルテンサイト系ス
テンレス鋼、Ｎｂ、 Ｔａ、 Ｍｏ、Ｖ等の薄板又は箔
をインサート材として介在させる方法が提案されている
。この方法によれば１合せ材と母材の間の相互拡散によ
るＴｉＣ等の炭化物や金属間化合物の生成を抑えること
は可能であるが、Ｔｉのω変態組織の生成を防止するに
は十分でない。
炭素鋼）の接合界面に生成する脆化層を防止する方法と
して、フェライト系ステンレス鋼、マルテンサイト系ス
テンレス鋼、Ｎｂ、 Ｔａ、 Ｍｏ、Ｖ等の薄板又は箔
をインサート材として介在させる方法が提案されている
。この方法によれば１合せ材と母材の間の相互拡散によ
るＴｉＣ等の炭化物や金属間化合物の生成を抑えること
は可能であるが、Ｔｉのω変態組織の生成を防止するに
は十分でない。
すなわち、これらインサート材に含有されるＣｒ、 Ｎ
ｂ、 Ｔａ、 Ｍｏ、Ｖ等のβ安定化元素が合せ材中へ
拡散移行すると、チタンのα−β変態温度を下降させて
β相領域を拡げ、合せ材の接合界面近傍の組織がα相に
富むことになる。その結果。
ｂ、 Ｔａ、 Ｍｏ、Ｖ等のβ安定化元素が合せ材中へ
拡散移行すると、チタンのα−β変態温度を下降させて
β相領域を拡げ、合せ材の接合界面近傍の組織がα相に
富むことになる。その結果。
圧延後の連続冷却過程において、β相がα相に変態する
際に中間遷移相であるα相が生成したり、室温まで持ち
来たされた残留βが施工時の加熱により分解する過程で
α相が生成し、接合界面は非常に硬く且つ脆くなり、接
合性は極めて悪くなるという問題がある。
際に中間遷移相であるα相が生成したり、室温まで持ち
来たされた残留βが施工時の加熱により分解する過程で
α相が生成し、接合界面は非常に硬く且つ脆くなり、接
合性は極めて悪くなるという問題がある。
本発明の目的は、従来の圧延接合法によるチタンクラッ
ド鋼板の製造おける上記欠点を解消し、優れた接合性を
有するチタンクラッド鋼板の製造方法を提供することに
ある。
ド鋼板の製造おける上記欠点を解消し、優れた接合性を
有するチタンクラッド鋼板の製造方法を提供することに
ある。
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するため、本発明者らは、従来の圧延接
合法の欠点を解消でき、接合性を向上し得る新たな方策
を見い出すべく鋭意研究を重ねた結果、インサート材の
態様が接合性に大きく影響を及ぼす要因であることに鑑
みて、少なくとも２種類のインサート材を使用する態様
で、しかもそれぞれが異なる特定の材質のインサート材
とすることにより、可能であることを見い出し、ここに
本発明をなしたものである。
合法の欠点を解消でき、接合性を向上し得る新たな方策
を見い出すべく鋭意研究を重ねた結果、インサート材の
態様が接合性に大きく影響を及ぼす要因であることに鑑
みて、少なくとも２種類のインサート材を使用する態様
で、しかもそれぞれが異なる特定の材質のインサート材
とすることにより、可能であることを見い出し、ここに
本発明をなしたものである。
すなわち、本発明に係る接合性の優れたチタンクラッド
鋼板の製造方法は、要するに、チタン又はチタン合金を
合せ材とし、炭素鋼を母材としたチタンクラッド鋼板を
圧延接合法によって製造するに当り、合せ材と母材の接
合予定面に、母材側に第１インサート材としてフェライ
ト系ステンレス鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼、極
低炭素鋼、Ｎｂ、 Ｔａ、 Ｆｅ、 Ｍｏ、Ｃｒ、■及
びＮｉのうちの１種又は２種以」二を介在させ、更に合
せ打倒に第２インサート材としてα型チタン合金又はα
十β型チタン合金を介在させることを特徴とするもので
ある。
鋼板の製造方法は、要するに、チタン又はチタン合金を
合せ材とし、炭素鋼を母材としたチタンクラッド鋼板を
圧延接合法によって製造するに当り、合せ材と母材の接
合予定面に、母材側に第１インサート材としてフェライ
ト系ステンレス鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼、極
低炭素鋼、Ｎｂ、 Ｔａ、 Ｆｅ、 Ｍｏ、Ｃｒ、■及
びＮｉのうちの１種又は２種以」二を介在させ、更に合
せ打倒に第２インサート材としてα型チタン合金又はα
十β型チタン合金を介在させることを特徴とするもので
ある。
（作用）
以下に本発明を更に詳細に説明する。なお１便宜上「チ
タン又はチタン合金」を総称して「チタン」と称する。
タン又はチタン合金」を総称して「チタン」と称する。
本発明は、圧延接合に際し、第１図に示す如く母材１側
に第１インサート材３□を１合せ材２側に第２インサー
ト材３□をそれぞれ介在させることが特徴の１つである
。
に第１インサート材３□を１合せ材２側に第２インサー
ト材３□をそれぞれ介在させることが特徴の１つである
。
この第１インサート材は、母材（炭素鋼）中のＦｅ、Ｃ
が合せ打倒へ拡散移行するのを防止し、ＴｉＣ等の炭化
物、Ｔｉ−Ｆｅ系金属間化合物が生成するのを抑制する
効果を有するものである。
が合せ打倒へ拡散移行するのを防止し、ＴｉＣ等の炭化
物、Ｔｉ−Ｆｅ系金属間化合物が生成するのを抑制する
効果を有するものである。
このため、第１インサート材としては、フェライト系ス
テンレス鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼、極低炭素
鋼、 Ｎｂ、 Ｔａ、 Ｆａ、 Ｍｏ、Ｃｒ、■及びＮ
ｉのうちの１種又は２種以上を薄板状、箔状当で使用す
る。
テンレス鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼、極低炭素
鋼、 Ｎｂ、 Ｔａ、 Ｆａ、 Ｍｏ、Ｃｒ、■及びＮ
ｉのうちの１種又は２種以上を薄板状、箔状当で使用す
る。
例えば、１種類だけ使用する場合は、フェライト系ステ
ンレス鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼、Ｎｂ、Ｔａ
、Ｍｏ＝ Ｃｒ又はＶのいずれかを母材側に挿入するこ
とにより、金属間化合物が生成せず、またＣの拡散も阻
止することができる。更にＣの拡散阻止の効果を増大さ
せるためには、Ｃの拡散阻止効果のより大きいＮｉ、Ｆ
ｅ又は極低炭素鋼を用いればよいが、これらの薄板又は
箔を単独で使用すると、チタンとの接合界面に金属間化
合物が生成し易いため、フェライト系ステンレス鋼。
ンレス鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼、Ｎｂ、Ｔａ
、Ｍｏ＝ Ｃｒ又はＶのいずれかを母材側に挿入するこ
とにより、金属間化合物が生成せず、またＣの拡散も阻
止することができる。更にＣの拡散阻止の効果を増大さ
せるためには、Ｃの拡散阻止効果のより大きいＮｉ、Ｆ
ｅ又は極低炭素鋼を用いればよいが、これらの薄板又は
箔を単独で使用すると、チタンとの接合界面に金属間化
合物が生成し易いため、フェライト系ステンレス鋼。
マルテンサイト系ステンレス鋼、Ｍｏ、Ｃｒ及び■の１
種又は２種以上を更にその上に重ね合せて使用すること
により、脆化層の生成防止の効果を増大させることがで
きる。
種又は２種以上を更にその上に重ね合せて使用すること
により、脆化層の生成防止の効果を増大させることがで
きる。
次に、第２インサート材は１合せ材（チタン又はチタン
合金）側に、すなわち、前述の第１インサート材と合せ
材の間に介在させるものである。
合金）側に、すなわち、前述の第１インサート材と合せ
材の間に介在させるものである。
第１インサート材中のＣｒ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｉの元
素はチタンに対してβ安定化元素であるため、チタン中
にこれらの元素が拡散するとチタンのα−β変態温度を
下降させてβ相領域を拡げることになる。そこで、第２
インサー１−和としてα型チタン合金又はα＋β型チタ
ン合金を併用することにより、２つの効果が得られる。
素はチタンに対してβ安定化元素であるため、チタン中
にこれらの元素が拡散するとチタンのα−β変態温度を
下降させてβ相領域を拡げることになる。そこで、第２
インサー１−和としてα型チタン合金又はα＋β型チタ
ン合金を併用することにより、２つの効果が得られる。
その１つは、これらの中に含有されるα安定化元素が、
チタンのα−β変態温度を上昇させることによりα相領
域を拡大させ、β相の生成を抑える効果である。もう１
つの効果は、α安定化元素に、′、す、仮りに室温まで
β相が残留したとしても、Ｍ加熱時のβ→ω変態を抑制
することができる効果である。
チタンのα−β変態温度を上昇させることによりα相領
域を拡大させ、β相の生成を抑える効果である。もう１
つの効果は、α安定化元素に、′、す、仮りに室温まで
β相が残留したとしても、Ｍ加熱時のβ→ω変態を抑制
することができる効果である。
なお、母材としての炭素鋼の材質は制限されず、同様に
、合せ材としてのチタンは勿論のこと、チタン合金の材
質も制限されないことは云うまでもない。また本圧延接
合法における条件も特に制約はない。
、合せ材としてのチタンは勿論のこと、チタン合金の材
質も制限されないことは云うまでもない。また本圧延接
合法における条件も特に制約はない。
次に本発明の実施例を示す。
（実施例）
母材及び合せ材として、それぞれＳＳ４］及びＴＰ３５
に相当するド記組成のものを用いた。なお１組成は重量
％である。
に相当するド記組成のものを用いた。なお１組成は重量
％である。
一町社・・・Ｃ：０．１２％ Ｓｊ：０．２５％
Ｍｎ：１．．１０％ ｐ：Ｑ、Ｑ １２％Ｓ：Ｏ
，ＯＯ７％ Ｆｅ：残部 澄共−佳・・・Ｈ：０．００４％ ０：Ｏ，１３％Ｎ
：０．００５％Ｆｃ：０．０５’ｉイ、Ｔｉ：残部 まず、」二記母材と合ぜ材の間１：Ｘイン廿−１−材と
して第１表に示す材質のもの（Ｎ ｉ箔、Ｆｅｆｆ１．
Ｖ箔、フェライｉ・系ステンレス鋼（ＳＯ３４０５）、
α型チタン合金（Ｔｉ−５％Ａ Ｑ −２，５％Ｓｎ）
、α＋β型チタン合金（Ｔｉ−６％ＡＱ−４％Ｖ））を
挿入し、第１図に示す構造体を製作した。
Ｍｎ：１．．１０％ ｐ：Ｑ、Ｑ １２％Ｓ：Ｏ
，ＯＯ７％ Ｆｅ：残部 澄共−佳・・・Ｈ：０．００４％ ０：Ｏ，１３％Ｎ
：０．００５％Ｆｃ：０．０５’ｉイ、Ｔｉ：残部 まず、」二記母材と合ぜ材の間１：Ｘイン廿−１−材と
して第１表に示す材質のもの（Ｎ ｉ箔、Ｆｅｆｆ１．
Ｖ箔、フェライｉ・系ステンレス鋼（ＳＯ３４０５）、
α型チタン合金（Ｔｉ−５％Ａ Ｑ −２，５％Ｓｎ）
、α＋β型チタン合金（Ｔｉ−６％ＡＱ−４％Ｖ））を
挿入し、第１図に示す構造体を製作した。
なお、第１図に示す構造体は、一対の母材１の間にイン
サート材３を介して合せ材２を配置し、これら合せ材２
の間に分離材４を挿入した構造であって、両端部は枠体
５を介挿して拘束溶接６が施されている（但し、一方に
は脱気孔７が設けられている）。
サート材３を介して合せ材２を配置し、これら合せ材２
の間に分離材４を挿入した構造であって、両端部は枠体
５を介挿して拘束溶接６が施されている（但し、一方に
は脱気孔７が設けられている）。
また、比較のため、インサート材としてマルテンサイト
系ステンレス鋼（Ｓ Ｕ Ｓ ４ Ｑ ３ ）、Ｍ ｏ
ｆ’５、Ｎｉ箔を挿入した構造体を同様にし一乙−製
作し、た。
系ステンレス鋼（Ｓ Ｕ Ｓ ４ Ｑ ３ ）、Ｍ ｏ
ｆ’５、Ｎｉ箔を挿入した構造体を同様にし一乙−製
作し、た。
次いで、この構造体の内部の真空度を１Ｏ−２Ｔｏｒｒ
として８５０℃、圧下比９の条件下で加熱・圧延を行い
、チタンクラッド鋼板を製作Ｉ−た。
として８５０℃、圧下比９の条件下で加熱・圧延を行い
、チタンクラッド鋼板を製作Ｉ−た。
得られたチタンクラッド鋼板について、ＪＩＳＧ ３
６０３に準拠して剪断試験及び曲げ試験を行った。なお
１曲げ試験は側曲げと【０７曲げ角度は１８０°、曲げ
半径Ｒ＝２．０ｔ（ｔ、：板厚）とした。
６０３に準拠して剪断試験及び曲げ試験を行った。なお
１曲げ試験は側曲げと【０７曲げ角度は１８０°、曲げ
半径Ｒ＝２．０ｔ（ｔ、：板厚）とした。
その結果を第１表に併記する。
同表より明らかなように、本発明例は、従来例に比べ、
剪断強さが高く、側曲げでも接合界面が全く剥難せず、
優れた接合性能を有している。
剪断強さが高く、側曲げでも接合界面が全く剥難せず、
優れた接合性能を有している。
【以下余白）
（発明の効果）
以上詳述したように、本発明によれば、母材と合せ材と
の接合界面近傍には炭化物、全居間化合物、ω相等の脆
化相が生成することがなく、優れた接合性を有するチタ
ンクラッド鋼板を安定して得ることができる。また、爆
着法では製造困難な広幅、長尺のチタンクラッド鋼板の
製造も可能である。
の接合界面近傍には炭化物、全居間化合物、ω相等の脆
化相が生成することがなく、優れた接合性を有するチタ
ンクラッド鋼板を安定して得ることができる。また、爆
着法では製造困難な広幅、長尺のチタンクラッド鋼板の
製造も可能である。
第１図は本発明における圧延接合時の構造体を示す断面
説明図。 第２図は実施例においてチタンクラッド鋼板の製造のた
めに準備した構造体を示す断面説明図である。 １・・・母材、２・・・合せ材、３・・・インサート材
、３□・・・第１インサート材、３□・・・第２インサ
ート材、４・・・分離材、５・・・枠体、６・・・拘束
溶接、７・・・脱気孔。 特許出願人 株式会社神戸製鋼所 代理人弁理士 中 村 尚 第１図 第２図
説明図。 第２図は実施例においてチタンクラッド鋼板の製造のた
めに準備した構造体を示す断面説明図である。 １・・・母材、２・・・合せ材、３・・・インサート材
、３□・・・第１インサート材、３□・・・第２インサ
ート材、４・・・分離材、５・・・枠体、６・・・拘束
溶接、７・・・脱気孔。 特許出願人 株式会社神戸製鋼所 代理人弁理士 中 村 尚 第１図 第２図
Claims (1)
- チタン又はチタン合金を合せ材とし、炭素鋼を母材とし
たチタンクラッド鋼板を圧延接合法により製造するに際
し、合せ材と母材の接合予定面に、母材側に第１インサ
ート材としてフェライト系ステンレス鋼、マルテンサイ
ト系ステンレス鋼、極低炭素鋼、Ｎｂ、Ｔａ、Ｆｅ、Ｍ
ｏ、Ｃｒ、Ｖ及びＮｉのうちの１種又は２種以上を介在
させ、更に合せ材側に第２インサート材としてα型チタ
ン合金又はα＋β型チタン合金を介在させることを特徴
とする接合性の優れたチタンクラッド鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63140088A JPH0780061B2 (ja) | 1988-06-06 | 1988-06-06 | 接合性の優れたチタンクラッド鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63140088A JPH0780061B2 (ja) | 1988-06-06 | 1988-06-06 | 接合性の優れたチタンクラッド鋼板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01309791A true JPH01309791A (ja) | 1989-12-14 |
| JPH0780061B2 JPH0780061B2 (ja) | 1995-08-30 |
Family
ID=15260676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63140088A Expired - Fee Related JPH0780061B2 (ja) | 1988-06-06 | 1988-06-06 | 接合性の優れたチタンクラッド鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0780061B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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