JPH02225639A

JPH02225639A - 新規クロムニッケル焼結体及びその製造法

Info

Publication number: JPH02225639A
Application number: JP30339989A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Omori; 大森　正信
Original assignee: Tosoh Corp
Current assignee: Tosoh Corp
Priority date: 1988-11-28
Filing date: 1989-11-24
Publication date: 1990-09-07

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］本発明は加工性に富んだクロムニッケル焼結体に関する
。更に詳しくは、耐酸性、耐アルカリ性等の耐薬品性、
高温耐腐食性、高温強度特性等を有するクロムニッケル
加工材に関する。

［従来の技術］クロムニッケル合金は重油の燃焼灰や、その他の腐食灰
が共存する厳しい高温耐腐食環境、又は酸、アルカリ、
中性塩の濃厚溶液にも耐える耐熱、耐蝕材料として広（
用いられている。

しかしながら、この合金は加工性に難があり、その加工
の困難さもクロム含有量が増す程増大するため、現在用
いられているクロムニッケル合金は鋳物製が大部分であ
る。

近年、鋳造技術の発達により、鋳物品に於いても、種々
の複雑な形状のものが製作可能であるが、未だ製作可能
な形状に制限があるのが現状である。

加工性に富んだクロムニッケル合金作製の試みは数多く
行われているが、クロムニッケル合金には本質的に３０
０〜１０００℃の範囲に脆性領域が存在するために著し
く加工性が阻害されている。

ここで、中間温度脆性領域とは、ある温度範囲に於いて
、延性即ち、伸び、破断歪等の性質が低下する領域を意
味し、特に難加工性であるクロムニッケル合金等に見ら
れる特徴的な現象であり、加工性に富む鉄鋼材料等では
、一般的に温度が上昇する程延性が増し、中間温度脆性
領域は存在しないとされている。

第１図は、従来用いられている５０クロム５０ニッケル
合金溶製材の、温度と引っ張り特性との関係を示したも
のであるが、この図から、この溶製材には明かに加工性
を阻害する中間温度脆性領域が存在することが判る。

［発明が解決しようとする課８］本発明の目的は、優れた加工性を有する、即ち、中間温
度脆性領域を有することがなく、クロムニッケル加工材
として用いることができるクロムニッケル焼結体及びそ
の製造法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討を行っ
た結果、クロムニッケル混合粉末、又はクロムニッケル
合金粉末を粉末冶金法にて成型し、これを熱処理するこ
とにより、中間温度脆性領域がなく、加工性に富んだ新
規なりロムニッケル焼結体が得られることを見出だし本
発明を完成した。

即ち本発明は、３００〜１０００℃の温度範囲で変形能
を有することを特徴とするクロムニッケル焼結体及びそ
の製造法に関するものである。

本発明のクロムニッケル焼結体は、例えば第３図以下の
図に示すとうり、３００〜１０００℃の温度範囲におい
て、引張り試験による最大破断歪値、最大破断伸び値及
び抗張力値を示す。

本発明のクロムニッケル焼結体は、クロム粉末とニッケ
ル粉末との混合粉末、又はクロムニッケル合金の粉末を
粉末冶金法で成形した成型体を熱処理する方法により製
造することができる。

以下に本発明の焼結体の製造方法を詳述する。

本発明で原料として使用するクロム粉末、ニッケル粉末
は、高純度例えば９９．９％以上の純度のものが好まし
い。又、クロムニッケル合金粉末は、前記同様高純度の
ものが好ましく、このものの調製法は、一般にクロム粉
末とニッケル粉末を所定の成分となるよう混合調整し、
例えば、高周波加熱炉等により溶融状態としたものを急
冷することによって得ることができる。ここで用いる急
冷法は、一般にアトマイズ法と言われる方法で、例えば
非晶質合金の製造に用いる方法と同様の方法であり、金
属の溶融物を空気、水等の冷媒で冷却する方法等が用い
られる。上記各粉末はｏ、ｔ　−ｉｏμｍのものである
。

又、ここで用いるクロムとニッケルとの割合は、クロム
が３０ｖｔ％以上で且つニッケルが１０ｗｔ％以上であ
る。

本発明の焼結体の組成は、原料調整の際に適宜変化させ
ることができるが、クロム量が３０ｖｔ％以上の場合、
得られる焼結体の耐熱、耐蝕性は優れたものとなる。

次いで、これら粉末を用いて成形をおこない成形体とす
るが、この際の成形方法は、例えば、熱間等方加圧法（
以下Ｉｔ　ｌ　Ｐ法と略称する）或いは、常温等方加圧
法（以下ＣＩＰ法と略称する）と旧Ｐ法を組み合わせる
方法等が採用される。

例えば、１ｌＩＰ法ＣＩＰ法を組み合わせて行う方法で
は、クロムニッケル混合粉末又はクロムニッケル合金粉
末を１５００〜３０００　ｋｇ／ａｓ’の圧力下のＣＩ
Ｐ条件で仮成形した成形体を、不活性ガス雰囲気下で１
（１００〜１３５ｆ）℃、１ＱＯＯｂａｒ以上、好まし
くは２０００〜５０００ｂａｒのＩＩ　Ｉ　Ｐ条件で成
形することにより成形体を得る。このような方法で成形
を行うと、通常７　ｇ／ａｓ’以上の密度のものが得ら
れるが、このものを用いると変形能の大きいクロムニッ
ケル焼結体を得ることができるので好ましい。

以上の方法で得られた成形体を熱処理することにより本
発明のクロムニッケル焼結体を得る。

この際の熱処理は、７００〜１ｔｏｏ℃の範囲の温度で
行うことが好ましい。この熱処理温度が７００℃未満で
は、得られる焼結体は充分な加工性の改善がなされたも
のとならず、曲げ加工等により端部にミミ割れが発生す
る恐れがあり、また同温度が１１００℃ヲ越えると、ク
ロムニッケルの熱膨脹差により焼結体中にクラックまた
は空隙が発生する恐れがある。また、熱処理時間は１時
間以上行うことが好ましい。

以上の方法で得られた焼結体は、圧延加工、押し出し、
線引、鍛造、スウエージング、深絞り、製管加工等を施
すことにより、種々の用途に利用できる。更に、上記し
た熱加工を施す前に適宜切断するなど加工すれば上記の
ような加工は更に容品となる。例えば、上記の加工方法
のうち圧延加工を施すに当たっては、本発明の焼結体が
３００〜１０００℃の温度範囲で優れた変形能を有する
ことから、この温度範囲を圧延温度として採用すること
が好ましく、また、圧延加工におけるバス間あるいは最
終圧延後に７００〜１１００℃程度の焼鈍処理を行うこ
とにより、本発明の焼結体の加工性は更に改迎される。

［発明の効果］本発明の焼結体は、３００〜１０００℃の温度範囲で優
れた衣形能をｑするので、加工が容易であり、従って幅
広い用途に使用することができる。

また、本発明の方法で比較的部品に焼結体を得ることが
できる。

〔実施例］次に本発明を実施例で説明するが、本発明はこれらの実
施例により制限されることはない。

実施例１本発明の、クロム粉末とニッケル粉末（５０：５０）を
混合して得た焼結体（本発明材ＮＯ，Ｌ、　Ｎｏ、２）
、クロムニッケル（５（１：５（１）合金粉末の焼結体
（本発明材Ｎｏ、９、Ｎｏ、１０）と、従来、加工材と
して用いられているクロムニッケル（５０：５０）溶製
材（比較材Ｎｏ、１）を用い、これらの変形能特性を比
較した。

比較材Ｎｏ、ｌは、厚さ９゜５１■の板状鋳造品で、こ
のものをワイヤーカットで第２５Ｕ　（ｂ）の形状に作
製し引っ張り試験片とした。本発明材ＮＯ，Ｌ、　Ｎｏ
、２は、純度９９゜９ｘの金属クロム粉末と純度９９．
９％の金属ニッケル粉末を５０対５０の割合で混合調整
した後、Ｃ！　Ｐ　Ｃ２９００ｋｇ／ｃｇ＋’、３分間
）し、次いで旧Ｐ　（１０５０℃、ｔ８００　ｋｇ／ｃ
ｍ’　　Ｌ時間）して得た成形体をアルゴン中で９００
℃で２時間処理したもの（Ｎｏ、ｌ）、及び１０時間処
理したもの（Ｎｏ、２）であり、第２図（ａ）の形状に
製作し引っ張り試験片とした。

本発明材（Ｎｏ、９　、Ｎｏ、［Ｏ）は、高純度クロム
とニッケル（いずれも９９．９％　）の溶融物をアトマ
イズ法にてクロムニッケル合金粉末とし、これを上記と
同様にＣＩＰＬ、さらにＨＩＰして得た成形体をアルゴ
ン中で９００℃で２時間処理したもの（本発明材Ｎｏ、
９）、１０時間処理したもの（本発明材Ｎｏ、１１）を
、同じ（第２図（ｂ）の形状に製作し引っ張り試験片と
した。

第３（Ａ）図に本発明材ＮＯ，１％　Ｎｏ、２と比較材
Ｎｏ、１の、又、第３〈Ｂ）図に本発明材Ｎｏ、９、Ｎ
ｏ、１０と比較の為本発明材Ｎｏ、１、Ｎｏ、２及び比
較材Ｎｏ、ｌの引っ張り試験（破断歪、破断伸び、抗張
力値）の結果を示す。

比較材Ｎｏ、ｌは３００〜１０００℃の温度範囲で中間
温度脆性領域が見られ、加工性が劣ることが判る。

本発明材Ｎｏ、１ＳＮｏ、２は比較材Ｎｏ、ｌのように
中間温度脆性領域は見られず、加工性は劣っていないこ
とが判るが、本発明材Ｎｏ、９、Ｎｏ、ＩＯに比較する
とその特徴は軽微である。このように、本発明材は比較
材とは異なり、中間温度脆性類は見られず、むしろ、３
００〜１０００℃の温度領域において顕著な変形能を有
しており、加工性に優れていることが判る。

実施例２本発明の、クロム、ニッケル混合粉末から得た焼結体の
、組成の変化に対する加工性の変化を調べた。

クロム含有量が３０ｖｔ％　（本発明材Ｎｏ、３）　、
４．０ｗｔ％　（同Ｎｏ、４）　、５０ｖｔ％　（同Ｎ
ｏ、５）　、６０ｖｔ％　（同Ｎ。

、６）　、７０ｖｔ％　（同Ｎｏ、７）の試験片を用い
実施例１と同様にして変形能を調べた。尚、試験片は、
熱処理時間を３時間とした以外は実施例１と同様して作
製した。結果を第４図に示す。

図から判るように本発明材は中間温度脆性類は見られず
３００〜５００℃の温度範囲で変形能が極大となってい
る。即ち、クロム含量が増加しても優れた加工性を持つ
ことが判る。

実施例３実施例１で得た本発明の焼結体を熱間圧延加工して得た
材料の変形能特性を実施例１と同様の方法で調べた。

実施例１と同様の方法で、クロム、ニッケル混合粉末か
ら得た焼結体を５バスで目的の厚さまで圧延した。圧延
温度は８００℃で、バス間及び最終圧延後に８５０℃で
１時間焼鈍処理したもの（本発明材Ｎｏ、８＞　、又、
実施例１と同様の方法で、クロムニッケル合金粉末から
得た焼結体を、８０％の圧延により目的の厚さとしたも
のを上記と同様に焼鈍処理したもの（本発明材Ｎｏ、１
１）、同じ＜　１０００℃、１時間焼鈍処理したもの（
本発明材Ｎｏ、１２）を試料とした。

引っ張り試験片は、９．５ｍｍ　Ｘ２０ｓｓＸ４０ｇ層
の素板を切り出し、第２図（ａ）の形状の試験片（その
軸は圧延方向と一致）とした。

結果を第５図（Ｎｏ、８）　、第６図（Ｎｏ、１１　、
　Ｎｏ、１２）に示した。（尚、本発明材Ｎｏ、１、Ｎ
ｏ、２及びＮｏ、９、Ｎｏ、ＩＱの試験結果を併せて夫
々の図に示した）第５図から判るように、本発明材Ｎｏ
、８、Ｎｏ、Ｌｌ　ｓＮｏ、１２は本発明の材Ｎｏ、Ｉ
、Ｎｏ、２、Ｎｏ、９、Ｎｏ、１０と同様に中間温度脆
性領は見られず、かつ、本発明材Ｎｏ、１１　、、Ｎｏ
、１２の方がさらに全温度範囲で変形能が極大を示し、
加工性に優れていることが判る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のクロムニッケル合金（溶製材）の引っ
張り試験の結果を示す図である。第２図は、実施例で行った引っ張り試験に用いた試験片
の形状を示す図である。第３図は、実施例１で行った本発明の焼結体及び比較材
の引っ張り試験の結果を示す図である。第４図は、実施例２で得た焼結体の、温度による変形能
の変化を示す図である。第５．６因は、実施例３で得た焼結体の圧延体の変形能
特性を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】１）３００〜１０００℃の温度範囲で変形能を有するこ
とを特徴とするクロムニッケル焼結体。２）クロムとニッケルの混合粉末を粉末冶金法で成形し
た成型体を熱処理することを特徴とするクロムニッケル
焼結体の製造法。３）クロムニッケル合金の粉末を粉末冶金法で成形した
成型体を熱処理することを特徴とするクロムニッケル焼
結体の製造法。