JPH0234744A - クロム基合金線材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線材およびその製造方法に関する
ものである。

［従来の技術〕 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、極めてを用
な金属の一つである。

しかし、金属クロムはこのように優れた性質をＦ４７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、金属クロム又はクロム基合金の線材は一部を除いて
ほとんど実用化されていない状況にある。さらに、実用
化が試みられた線材についても実用材としては必ずしも
十分な特性を有しているとは言えない。

これまでにクロムを含んだ合金の成形加工方法としては
次の方法が知られている。

ｌ）熱間圧延にて、コイル全長を単一組織にする冷鍛性
のよいＣｒ系線材を製造する方法（特公昭５１−２３９
３４号）。

２）複数の出発金属原料をガスアトマイズ法で噴霧化し
たブリアロイ粉末を、Ｃ含有量に応じて規定の粒径とし
た後圧密化し、熱間鍛造、熱間圧延等を施して、高炭素
コバルト基合金の棒材と細線を製造する方法（特開昭５
７−１８８６３４号）。

３）高Ｍ１１系のＭｎ−Ｃｒ−Ｎｉ系オーステナイト鋼
におけるＣ「、Ｎ１、Ｎの含有量を調整し、特定条件に
よる熱間圧延２巻き取り、冷却を行って、非磁性鋼線材
を製造する方法（特開昭０１−３７９５３号）等である
。

しかしながら上記従来技術には次のような問題点かある
。

即ち、上述の３種の細線製造法においてはクロムを数％
〜３５％程度含んだ合金の線材製造法について述べてお
り、クロム基合金の様に極端に加工性の悪い金属には適
用できない。また、上記３）の方法は、加工温度が高い
ため、侵入型の不純物（特に窒素、酸素、炭素）により
靭性が低下するクロム基合金にこの方法を適用しても、
得られた線材は前記不純物で汚染を受けており、その機
械的性質は極めて低いものとなる。

［問題点を解決するだめの手段］ 一般的に、金属クロムは難加工性の金属として知られて
いる。

金属クロムは高温では延性を有するが、特定の温度（延
性脆性遷移温度）を境にして、その温度以下では延性が
著しく低下する。そのため、クロム基合金は室温付近で
の加工性が悪く、塑性加工例えば、減面積率９０％以上
の線材を製造することは非常に困難であった。また、金
属クロムは窒素。

酸素、炭素等の侵入型の不純物に敏感で、これらの不純
物が存在すると著しく脆弱化するため、不純物の汚染が
激しい高温度での熱間加工は、クロム基合金に対して適
用できない。

本発明者等はクロム基合金の線材を製造することを［１
的に鋭意研究を正ねた結果、金属クロムの脆性を改善し
得る合金元素を添加したクロム基合金に対して、延性脆
性遷移温度付近の温度で加熱細線加工を行うことにより
、クロム基合金線材を得ることができることを見出し本
発明に至った。

即ち、本発明は、Ｍ０１ν、Ｍｎ、　Ｒｅからなる群か
ら選ばれた一種以上の金属０，０１〜１ｏａｔ％、およ
び残部が実質的にクロムからなるクロム基合金線材及び
、肋、Ｗ　ＳＭｎ、　Ｒｅからなる群から選ばれた一種
以上の金属０．０１〜１０　ａｔ％、および残部が実質
的にクロムからなるクロム基合金を、クロムの延性脆性
遷移温度範囲にて加熱細線加工を行い、室温の引張り特
性において、１５％以上の伸びを有する線材とすること
を特徴とするクロム基合金線材の製造方法を提供するも
のである。

本発明のクロム基合金線材に含まれるＭＯｌｖｌＭｎ、
Ｒｅ等は金属クロムの機械的特性を改善し、不純物元素
の悪影響を低減するので、これらを含有するクロム基合
金線材は脆化が防止される。さらに減面積率７０％以上
の細線加工を施したこれらを含有するクロム基合金線材
は、組織中の欠陥が改迎され優れた引張り特性を示す。

本発明の製造法においては、原料として金属クロムにＭ
ｏ−Ｗ　−Ｍｎ、Ｒｅの一種以上を添加したクロム基合
金を用いる。これら添加金属の添加量は、クロム基合金
の０．０１〜１０　ａｔ％である。この添加量が０．０
１％より少では添加の効果が少なく、又、１０％より大
では本来のクロムの持つ特性が損なわれることになり好
ましくない。

前記した元素を添加することにより、クロム基合金の機
械的特性が改善され、不純物の汚染を無視できる温度で
の塑性加工（線材化）が可能になる。

金属クロムの延性脆性遷移温度付近の温度、即ち３００
〜８００℃であれば、細線加工を繰返し行っても金属に
割れが生ずることは無く、所望の線径のクロム基合金線
材を得ることができる。また、この加熱細線加工は減面
積率７０％以上まで繰り返し行うことが好ましい。これ
によって得られる線材には優れた引張り特性か生ずる。

本発明での細線加工方法は、特に限定されたものでなく
、通常の方法例えば、全連続式線材圧延法、半連続式線
材圧延法、押出し加工法、引抜き加工法等の方法で行な
うことｐ（可能である。又、酸素、窒素、炭素等のガス
成分の汚染を最少限に抑えるため、不活性雰囲気下で線
材加工を行なうことが好ましい。更に、被加工材をステ
ンレスなどの材料でシース（真空封止）して線材加工を
行、ない、その後シース材を除去することにより、汚染
の少ないクロム基線材を得ることもできる。

この際の減面積率は、１回の細線加工について１〜１０
％であることが好ましい。前記減面積率が１％より小さ
い場合は金属の表面のみが加工され内部の組織調整が成
されず、一方、１０％より大きい場合には金属に割れが
生ずる恐れがある。

このような条件で細線化した線材は、室温での引張り特
性において１５％以上の伸びを持つものとなる。

さらに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、酸素等の不純物の混入は極力避ける
ことである。これらの不純物の存在は？４ｉられた線材
の靭性を低下させるからである。

かかる高純度の金属クロムは、クロム塩溶液の電解によ
り得られた金属クロム、またはクロム塩溶ｉｆ＆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
還元法等により還元して得た金属クロム等を用いること
ができる。

細線加工に供するためのクロム基合金塊の製造法は、炭
素、窒素、酸素等の不純物によるｔ９染を防止できる方
法であれば、特に限定されない。

−例として不活性ガス中で金属を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。

本発明の製造方法で作製されたクロム基合金線材を、不
活性雰囲気中もしくは還元雰囲気中で適当な熱処理を施
し、線材内部の加工歪および残留応力を緩和する処理を
施せば、線材の強度５弾性率、硬度等は多少低下するが
、延性、靭性、伸び等の機械的性質をより向上させるこ
とも可能である。

［発明の効果］ 本発明の線材は従来公知の方法により作製されたクロム
基合金線材と比少交して、展性、延性に富み、二次加］
ニが容易になり、任意の形状に加工することができる。

従って、このクロム基合金線材はそのまままたは二次加
工され、高温でしかも強酸９強アルカリ等の苛酷な条件
のもとでも十分に使用に耐えるものとなる。また、本発
明の製造方法によれば、比較的簡単な操作で靭性を有す
る任意の線径のクロム基合金線材が得られる。

［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
らに同等限定されるものではない。

実施例１ 表１に示した組成の金属クロム３００ｇと純度９９．９
％の金属モリブデン０．３ｇの混合物を、不活性ガス−
アーク溶解炉（Ｍａｘ、　１００ＯＡ　、　２０Ｖ）を
用いて１気圧アルゴンガス下で溶解し２８５ｇのインゴ
ットを作製し、このインゴットからφ　ｌＸ５ｃｎの円
柱状のクロム基台金棒を切り出した。

次いで、不活性雰囲気炉にこのクロム基合金棒を挿入し
、温度５００℃に加熱して熱間スェージング加工を行っ
た。加工条件は、温度５００℃、押出力５Ｌである。減
面積率は１回に付き５〜１０％とし、もとのクロム基合
金棒の断面積から減面積率９５％となるまで細線加工し
て、クロム基合金線材とした。得られたクロム基合金線
材に対して、室温で引張り試験を実施した。結果を表３
に示した。

実施例２ 実施例１において、金属モリブデンの代りに９９．９％
の金属レニウム６ｇを用いた以外は実施例１と同様に加
工しクロム基合金線材とした。

得られたクロム基合金線材に対して、室温で引張り試験
を実施した。結果を表３に示した。

実施例３ 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
９９．Ｈの添加用金属を用い、実施例■と同様の手法に
よりクロム基合金棒を作製し、実施例１と同様の条件で
熱間スェージング加工を行った。得られたクロム基合金
線材に対して、還元雰囲気中で熱処理温度８００℃、保
持時間３時間の熱処理を施して、室温で引張り試験を実
施した。結果を表３に示した。

実施例４〜８ 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
９９．９％の添加用金属を用い、実施例１と同様の手法
により表２に示す添加用金属および添加量のクロム基合
金棒を作製し、表３に示した条件の下に熱間スェージン
グ加工を行った。その後、実施例３と同様の熱処理を施
した金属クロム線材の引張り特性を表３に示した。

実施例９ 出発原料として実施例２と同様の金属クロムおよび純度
９９．９％の添加用金属を用い、実施例２と同様の手法
によりクロム基合金棒を作製し、実施例２と同様の条件
で熱間スェージング加工を行った。得られたクロム基合
金線材に対して、還元雰囲気中で熱処理温度８００℃、
保持時間３時間の熱処理を施して、室温で引張り試験を
実施した。

結果を表３に示した。

実施例１Ｏ〜１３ 出発原料として実施例２と同様の金属クロムおよび純度
９９．９％の添加用金属を用い、実施例２と同様の手法
により表４に示す添加用金属および添加量のクロム基合
金棒を作製し、表５に示した条件の下に熱間スェージン
グ加工を行った。その後、実施例９と同様の熱処理を施
した金属クロム線材の引張り特性を表５に示した。

表１ 表２ 表３ 表５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｒｅからなる群から選ばれた一種
   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線材。 ２）室温での引張り特性において、１５％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線材
   。 ３）Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｒｅからなる群から選ばれた一種
   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を、クロムの延性脆性遷
   移温度範囲にて加熱細線加工を行い、室温の引張り特性
   において、１５％以上の伸びを有する線材とすることを
   特徴とするクロム基合金線材の製造方法。 ４）減面積率が７０％以上であることを特徴とする特許
   請求の範囲第３）項記載の製造方法。