JPH02277740A - 耐摩耗及び耐食性ニッケルベース合金 - Google Patents
耐摩耗及び耐食性ニッケルベース合金Info
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- C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
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- C22C19/053—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being at least 30% but less than 40%
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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】
本発明は耐摩耗性及び耐食性ニッケルベース合金及びこ
の合金によって作られた製造品１例えば。
の合金によって作られた製造品１例えば。
溶接用材料及び弁座のように、金属基板上に高硬度の表
面要素を生成するための粉末冶金半製品及び耐摩耗、耐
食性鋳造物に関するものである。
面要素を生成するための粉末冶金半製品及び耐摩耗、耐
食性鋳造物に関するものである。
従来、高硬度表面を有する基板、弁座、及び耐摩耗性鋳
型を作るための耐摩耗及び耐食性合金が知られている。
型を作るための耐摩耗及び耐食性合金が知られている。
公知の耐摩耗性組成物には、ｍｆ：にで約０．９〜１．
６％のＣ１最大０．５％のＭ ｎ 、 ０．Ｊｌ〜１．
５％のＳｉ、２６〜２９％のＣ「、４〜６％のＷ、最大
２％のＦｅを含み、残部がコバルトであるコバルトベー
スの合金がある。この合金は室温及び高温における摩耗
及び金属と金属との接触による摩損。
６％のＣ１最大０．５％のＭ ｎ 、 ０．Ｊｌ〜１．
５％のＳｉ、２６〜２９％のＣ「、４〜６％のＷ、最大
２％のＦｅを含み、残部がコバルトであるコバルトベー
スの合金がある。この合金は室温及び高温における摩耗
及び金属と金属との接触による摩損。
機械的及び熱的な衝撃又はストレス荷重による摩損を防
止するのに適している。この合金はロックウェルＣスケ
ールの硬度で約４０〜４９の範囲にある。
止するのに適している。この合金はロックウェルＣスケ
ールの硬度で約４０〜４９の範囲にある。
もう一つの組成物とし七１重量で、 ０．２５〜０．７
５％の０３〜５％のＳｉ、１０〜１５％のＣｒ。
５％の０３〜５％のＳｉ、１０〜１５％のＣｒ。
３〜５％のＦｅ、１．５〜４％のＢ、最大０．２％のＣ
ｏを含み、残部の少なくとも７７％がニッケルであるニ
ッケルベース合金がある。鋳型を遠心的に製作するのに
特に適しているこの合金はロックウェルＣスケールで４
２〜５２の硬度を示し、約１０６５℃（１９５０’Ｆ）
の融点を有している。
ｏを含み、残部の少なくとも７７％がニッケルであるニ
ッケルベース合金がある。鋳型を遠心的に製作するのに
特に適しているこの合金はロックウェルＣスケールで４
２〜５２の硬度を示し、約１０６５℃（１９５０’Ｆ）
の融点を有している。
原子核応用装置のように、放射能によって汚染される危
険がある場所で使用される場合には、その合金はコバル
トを含有しない（例えば重量で０．２％を超えない）こ
とが好ましい。この合金は船舶。
険がある場所で使用される場合には、その合金はコバル
トを含有しない（例えば重量で０．２％を超えない）こ
とが好ましい。この合金は船舶。
スラストシューズ、ブッシング１原子核装置の弁要素等
に適している。
に適している。
他の公知の耐摩耗性コバルトベース合金には。
重量で、 １．８〜２．２％Ｃ，０，５〜１％Ｍｎ、０
．８〜１．５％Ｓｉ、３０〜３３％Ｃｒ、最大３％のＮ
ｉ。
．８〜１．５％Ｓｉ、３０〜３３％Ｃｒ、最大３％のＮ
ｉ。
１１〜１３％Ｗ、最大２％のＦｅを含み、残部がコバル
トである組成物が提案されている。この合金の硬度はロ
ックウェルＣスケールで約５４〜５８の範囲にある。
トである組成物が提案されている。この合金の硬度はロ
ックウェルＣスケールで約５４〜５８の範囲にある。
高硬度の表面を有する鋳造物及び鋳型を作る場合、高ク
ロム、高炭素二ッケルベース合金のような複合耐摩耗及
び耐食性合金を使用している。これらは凝固が生じる液
相−固相温度が比較的大きいため、凝固の際に、溶融状
態の合金に偏析が生じるという欠点を有している。これ
はブッシング。
ロム、高炭素二ッケルベース合金のような複合耐摩耗及
び耐食性合金を使用している。これらは凝固が生じる液
相−固相温度が比較的大きいため、凝固の際に、溶融状
態の合金に偏析が生じるという欠点を有している。これ
はブッシング。
スリーブ等のように２表面硬度が重要である耐摩耗性鋳
造物を製造する場合に特に重要である。
造物を製造する場合に特に重要である。
本発明は合金の固相一液相温度範囲が狭く、液相から固
相へ凝固中１合金の偏析量を最小限に留めることができ
るニッケルベース合金を開示する。
相へ凝固中１合金の偏析量を最小限に留めることができ
るニッケルベース合金を開示する。
本発明の目的は耐摩耗及び耐食性で且つ高硬度の高クロ
ム含有、高炭素含有ニッケルベース合金を提供すること
である。
ム含有、高炭素含有ニッケルベース合金を提供すること
である。
本発明の他の目的は高クロム含有、高炭素含有ニッケル
ベース合金によって形成された溶接用材料を提供し、こ
れによって、耐食性及び耐摩耗性を有する溶着物を提供
することである。
ベース合金によって形成された溶接用材料を提供し、こ
れによって、耐食性及び耐摩耗性を有する溶着物を提供
することである。
本発明の更に他の目的は製造品として、高クロム含有及
び高炭素含有ニッケルベース合金から作られた耐摩耗及
び耐食性被覆を提供することである。
び高炭素含有ニッケルベース合金から作られた耐摩耗及
び耐食性被覆を提供することである。
本発明のより他の目的は高クロム含有、高炭素含有ニッ
ケルベース合金の粉末組成物を提供することである。
ケルベース合金の粉末組成物を提供することである。
本発明の一実施例は￥１量で、約２０％〜３５％のＣｒ
、約１％〜８％のＳｉ、約１．７％〜３，５％の０．０
〜１５％のＷを含み、少なくとも５０％がニッケルであ
るニッケルベース耐摩耗及び耐食性合金を開示している
。組成中の炭素の量は式Ｍ７Ｃ３（ここで６Ｍは必須的
にクロムを含んでいる）であられされる炭化物を生成す
るために。
、約１％〜８％のＳｉ、約１．７％〜３，５％の０．０
〜１５％のＷを含み、少なくとも５０％がニッケルであ
るニッケルベース耐摩耗及び耐食性合金を開示している
。組成中の炭素の量は式Ｍ７Ｃ３（ここで６Ｍは必須的
にクロムを含んでいる）であられされる炭化物を生成す
るために。
クロムと化学量的に関連付けられている。また。
Ｍ、Ｃ）炭化物中のクロムは組成物中の全クロムの約６
５％から１００％以下の範囲にあり、且つ。
５％から１００％以下の範囲にあり、且つ。
組成物の融点は約１３５０℃より低い。
組成物から生成された合金はロックウェルＣスケール硬
度で約３５〜５５の範囲にある。この合金は約５％まで
のＣｕ（好ましくは約１〜４％）及び約５％までのＭｏ
（好ましくは約１〜４％）からなる群から選ばれた少く
とも１つの付加金属がさらに含まれ、残部として少くと
も約５０％のＮｉの存在のもとで、耐酸性を示す。
度で約３５〜５５の範囲にある。この合金は約５％まで
のＣｕ（好ましくは約１〜４％）及び約５％までのＭｏ
（好ましくは約１〜４％）からなる群から選ばれた少く
とも１つの付加金属がさらに含まれ、残部として少くと
も約５０％のＮｉの存在のもとで、耐酸性を示す。
組成物中のクロムは大部分ＭｙＣｉの形で結合されてい
る。このため１合金組成物は比較的に狭い溶融範囲を有
している。したがって、凝固中２合金の偏析を最小限に
することができ、鋳造物。
る。このため１合金組成物は比較的に狭い溶融範囲を有
している。したがって、凝固中２合金の偏析を最小限に
することができ、鋳造物。
溶接付着物、あるいは、金属基板上の被覆としても、役
立つ。
立つ。
ＭｙＣｉ化合物は必須的には全クロムの約６５から１０
０％より少ないクロム炭化物を含んでいるが。
０％より少ないクロム炭化物を含んでいるが。
その化合物中に少量の他の金属が他の化合物１例えば、
（ＣｒＷ） ｔ Ｃｍ 、 （ＣｒＮ ｉ） ７
Ｃ）又は（ＣｒＥＮｉ）ｔ Ｃｍの形で存在していて
もよい。即ち、ｔ’１ｉｔｃ３はクロムを必須成分とす
る炭化物の他の形式をも含んでいることを意味している
。炭化物中のクロムの量は合金組成物中の全クロム量の
少なくとも６５％から約１００％より少ない範囲にある
。好ましい炭化物中のクロム量は全クロム量の７７％〜
１００％の間である。
（ＣｒＷ） ｔ Ｃｍ 、 （ＣｒＮ ｉ） ７
Ｃ）又は（ＣｒＥＮｉ）ｔ Ｃｍの形で存在していて
もよい。即ち、ｔ’１ｉｔｃ３はクロムを必須成分とす
る炭化物の他の形式をも含んでいることを意味している
。炭化物中のクロムの量は合金組成物中の全クロム量の
少なくとも６５％から約１００％より少ない範囲にある
。好ましい炭化物中のクロム量は全クロム量の７７％〜
１００％の間である。
上述し、たことからも明らかな通り、質量作用の法ｌり
にしたがって、クロムのある部分はニッケルマトリック
ス中に入り、固溶体を形成し、最終的な合金に耐食性を
与える。クロムの残部（少くとも６５％）はＭｔＣｓ化
合物を形成する。
にしたがって、クロムのある部分はニッケルマトリック
ス中に入り、固溶体を形成し、最終的な合金に耐食性を
与える。クロムの残部（少くとも６５％）はＭｔＣｓ化
合物を形成する。
前述した合金は溶接用材料、高硬度表面被覆を作るため
の合金粉末、耐摩耗性弁座ｍ粉末冶金半製品、耐摩耗ス
リーブ、ブッシング、及び耐摩耗性リング、等の耐食性
鋳型に特にを効である。
の合金粉末、耐摩耗性弁座ｍ粉末冶金半製品、耐摩耗ス
リーブ、ブッシング、及び耐摩耗性リング、等の耐食性
鋳型に特にを効である。
前に述べたように、この組成物に約５％までのＣｕ及び
約５％までのＭＯから選ばれた少くとも一つの金属を加
えることによって、耐酸性を向上させるができる。Ｍｏ
の量は等量のタングステンに置換できる。Ｃｕ及びＭＯ
の量はともに約１〜４％の範囲にあることが好ましい。
約５％までのＭＯから選ばれた少くとも一つの金属を加
えることによって、耐酸性を向上させるができる。Ｍｏ
の量は等量のタングステンに置換できる。Ｃｕ及びＭＯ
の量はともに約１〜４％の範囲にあることが好ましい。
好ましい合金は約３０％Ｃｒ６約２〜５％Ｓｉ。
約２．４％Ｃ９約５％Ｗ及び残部ニッケル（例えば約５
８％〜６１％）を含んでおり、Ｃｕ及びＭ。
８％〜６１％）を含んでおり、Ｃｕ及びＭ。
の添加は耐食性を改善するのに役立つ。Ｃｕ及びＭｏの
一方又は双方の量が１％の何分の１かでも加えられると
、耐食性を向上させることができる。
一方又は双方の量が１％の何分の１かでも加えられると
、耐食性を向上させることができる。
また、５％を越えても何等の効果も得られない。
更に１合金にタングステンを添加することは耐摩耗性を
改善するのに役立つが、この成分は必ずしも必須ではな
い。Ｍ、Ｃ，化合物を作る際の化学量論的な関係は合金
の共晶融点又はその近傍になることが重要である。２％
Ｓｔ及び２％Ｃによって１２２０℃から１３００℃、５
％ＳＬ及び２％Ｃによって１２３０℃から１２８０℃の
ように狭い液相−固相温度範囲が得られる。液相−固相
温度範囲が狭いため１合金から製作された鋳造物及び高
硬度表面鋳造物における偏析を最小限とすることができ
る。合金の融点は１３５０℃より低く。
改善するのに役立つが、この成分は必ずしも必須ではな
い。Ｍ、Ｃ，化合物を作る際の化学量論的な関係は合金
の共晶融点又はその近傍になることが重要である。２％
Ｓｔ及び２％Ｃによって１２２０℃から１３００℃、５
％ＳＬ及び２％Ｃによって１２３０℃から１２８０℃の
ように狭い液相−固相温度範囲が得られる。液相−固相
温度範囲が狭いため１合金から製作された鋳造物及び高
硬度表面鋳造物における偏析を最小限とすることができ
る。合金の融点は１３５０℃より低く。
一般には１３００℃を越えない。
原子核装賦に適用する場合１合金は鉄、コバルト、及び
ボロンを含まないことが必要である。即ち、鉄及びコバ
ルトは重量で約０．２％を越えてはならず、またボロン
は０．１％以下に保たれなければならない。
ボロンを含まないことが必要である。即ち、鉄及びコバ
ルトは重量で約０．２％を越えてはならず、またボロン
は０．１％以下に保たれなければならない。
本発明の合金組成の例は次の通りである。
以下余日
合金
胤 ％Ｃｒ ％Ｃ％Ｓｔ ％Ｖ ％Ｃｕ ％ＭＯ
％Ｎ１１ ２５．０ ２．２ ２．５ − ２
２ ６［１，３２８Ｇ、０ ２．４ ２．０ ５．０
− ２ ５８．８３ ３５．０ ３．０ ２．０
− ３ ３ ５３．５４ ２８．０ ２．８ １
．５ − １ １ ８５．９例えば、魔４合金で
は、クロムの約９３％が炭素と結合可能である。しかし
、前述したように２ＣｒはＭ、Ｃｍの必須成分を形成し
ているが、このＣｒとＭｔＣｘの異体を形成するタング
ステン。
％Ｎ１１ ２５．０ ２．２ ２．５ − ２
２ ６［１，３２８Ｇ、０ ２．４ ２．０ ５．０
− ２ ５８．８３ ３５．０ ３．０ ２．０
− ３ ３ ５３．５４ ２８．０ ２．８ １
．５ − １ １ ８５．９例えば、魔４合金で
は、クロムの約９３％が炭素と結合可能である。しかし
、前述したように２ＣｒはＭ、Ｃｍの必須成分を形成し
ているが、このＣｒとＭｔＣｘの異体を形成するタング
ステン。
モリブデンのような成分が少量加えられてもよい。
以下、耐摩耗性並びに耐食性を有する本発明に係る合金
における各成分の限定理由について説明する。まず１２
０％未満のＣｒは、耐摩耗性と共に耐食性を低下させる
。３５％を越えるＣｒは何等の効果をうろことが出来ず
、逆に、脆性を高くする。
における各成分の限定理由について説明する。まず１２
０％未満のＣｒは、耐摩耗性と共に耐食性を低下させる
。３５％を越えるＣｒは何等の効果をうろことが出来ず
、逆に、脆性を高くする。
少なくとも１％のＳＬが存在すれば１合金の溶融中にお
ける流動性が保たれ、且つ１合金の耐食性を向上させる
。８％を越えるＳｔは脆性を高（。
ける流動性が保たれ、且つ１合金の耐食性を向上させる
。８％を越えるＳｔは脆性を高（。
即ち、脆くする。この点で、Ｓｔは６％以下の方が望ま
しい。
しい。
Ｃ「の量と関連づけられた１、７〜３．５％の炭素はＣ
ｒ、Ｃ，を形成するために重要である。１．７％より少
ないＣｒは上記した組成物の形成を困難にし、他方、３
．５％を越すＣ「は合金を脆くしてしまう。
ｒ、Ｃ，を形成するために重要である。１．７％より少
ないＣｒは上記した組成物の形成を困難にし、他方、３
．５％を越すＣ「は合金を脆くしてしまう。
Ｃｕ及びＭｏは耐食性を向上させるのに役立つ。
Ｃｕ及びＭｏのいずれか一方または双方が１％未満の時
には、耐食性が悪くなり、４％を越えた時には、何等の
効果も得られなかった。合金に対するタングステンの添
加は耐磨耗性を向上させるが。
には、耐食性が悪くなり、４％を越えた時には、何等の
効果も得られなかった。合金に対するタングステンの添
加は耐磨耗性を向上させるが。
決定的なものでは無い。
以上１本発明を好ましい実施例について説明したが２本
発明の範囲を逸脱することなく種々の変形、及び修正が
可能であることは言うまでもない。
発明の範囲を逸脱することなく種々の変形、及び修正が
可能であることは言うまでもない。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、重量で、２０〜３０％のＣｒ、１〜８％のＳｉ、１
．７〜３．５％のＣ、さらに、５％までのＣｕ及び５％
までのＭｏのうち少なくとも一種と、少なくとも５０％
のＮｉからなる組成物から生成される耐摩耗性及び耐食
性ニッケルベース合金において、前記合金中に含まれる
炭素の量は、Ｍ＿７Ｃ＿３の式で与えられる炭化物を形
成するように、化学量論的にクロムと関連付けられてお
り、前記Ｍは必須的にクロムを含有し、且つ、前記Ｍ＿
７Ｃ＿３のクロムの量は前記合金中の全クロムの６５か
ら１００未満の範囲にあり、前記組成物の融点は１３５
０℃より低く、且つ、狭い溶融温度範囲を有すると共に
、凝固中における偏析を最小限にできることを特徴とす
る耐摩耗及び耐食性ニッケルベース合金。 ２、重量で１２０〜３５％のＣｒ、１〜８％のＳｉ、１
．７〜３．５％のＣ、１５％までのＷ、さらに、５％ま
でのＣｕ及び５％までのＭｏのうち少なくとも一種と、
少なくとも５０％のＮｉからなる組成物から生成される
耐摩耗性及び耐食性ニッケルベース合金において、前記
合金中に含まれる炭素の量は、Ｍ＿７Ｃ＿３の式で与え
られる炭化物を形成するように、化学量論的にクロムと
関連付けられており、前記Ｍは必須的にクロムを含有し
、且つ、前記Ｍ＿７Ｃ＿３のクロムの量は前記合金中の
全クロムの６５から１００未満の範囲にあり、前記組成
物の融点は１３５０℃より低く、且つ、狭い溶融温度範
囲を有すると共に、凝固中における偏析を最小限にでき
ることを特徴とする耐摩耗及び耐食性ニッケルベース合
金。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/784,376 US4118254A (en) | 1977-04-04 | 1977-04-04 | Wear and corrosion resistant nickel-base alloy |
| US784376 | 1977-04-04 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3886478A Division JPS53125208A (en) | 1977-04-04 | 1978-04-04 | Abrasion and corrosion resistant nickel based composition |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02277740A true JPH02277740A (ja) | 1990-11-14 |
| JPH0351776B2 JPH0351776B2 (ja) | 1991-08-07 |
Family
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Family Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP3886478A Granted JPS53125208A (en) | 1977-04-04 | 1978-04-04 | Abrasion and corrosion resistant nickel based composition |
| JP2037527A Granted JPH02277740A (ja) | 1977-04-04 | 1990-02-20 | 耐摩耗及び耐食性ニッケルベース合金 |
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|---|---|---|---|
| JP3886478A Granted JPS53125208A (en) | 1977-04-04 | 1978-04-04 | Abrasion and corrosion resistant nickel based composition |
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-
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- 1978-04-03 DE DE19782814350 patent/DE2814350A1/de active Granted
- 1978-04-03 GB GB12962/78A patent/GB1592123A/en not_active Expired
- 1978-04-04 JP JP3886478A patent/JPS53125208A/ja active Granted
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1990
- 1990-02-20 JP JP2037527A patent/JPH02277740A/ja active Granted
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| DE2814350A1 (de) | 1978-10-12 |
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