JPH0234745A

JPH0234745A - クロム基合金線材およびその製造方法

Info

Publication number: JPH0234745A
Application number: JP18368388A
Authority: JP
Inventors: Koichi Hanawa; 浩一花輪; Tsutomu Kuniya; 勉國谷; Tomoyuki Oikawa; 智之及川
Original assignee: Tosoh Corp
Current assignee: Tosoh Corp
Priority date: 1988-07-25
Filing date: 1988-07-25
Publication date: 1990-02-05

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有用な
金属の一つである。

しかしながら、このように優れた性質を持つにもかかわ
らず低温で靭性が低く加工が困難であるために、金属ク
ロムおよびクロム基合金の線材としては一部を除いてほ
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充
分な特性を有しているとは言えにい。

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。

■）熱間圧延により、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５１−２３
９３４号）。

２）？、ｉ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５７−１８．８　Ｇ　３４号）。

３）高Ｍｎ系のＭｎ−Ｃｒ−Ｎｉ系オーステナイト鋼に
おけるＣｒｓ　Ｎｌ、Ｎの含有量を調整し特定条件によ
る熱間圧延１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６１〜３７９５３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がある
。

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扱い金属には適
用できない。又、前記３）の方法は温度が高いため、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の汚染を
受けており、その機械的性質は極めて低いものとなる。

Ｃ問題点を解決するための手段］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目的
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、Ｖ　、　Ｎｂ５Ｔａからなる群から選ば
れた一種以上の金属を０１０１〜１０　ａｔＸ、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Ｖ
　、　Ｎｂ、　Ｔａからなる群から選ばれた一種以上の
金属を０．０１〜１０　ａｔＸ、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添加するＶ　、　Ｎｂ。

Ｔａ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
を除去するのでクロム基合金線材は脆化が防止され、延
性脆性遷移温度は低下する。ここで形成された炭化物は
クロム基合金内に微細に均一分散しているため加工の際
の破壊の起点となることはない。さらに減面積率７０％
以上の細線加工を施したものはクロム基合金組織中の欠
陥が改善されており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Ｖ
　、ＮｂＸＴａ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　ａｔＸである。この添加量が０゜０１　ａ
ｔＸより少では添加の効果が少なく、又、１０　ａｔＸ
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。

、Ｎｂ、　Ｔａをクロムに添加することにより、クロム
基合金の延性脆性遷移温度を低くでき、不純物の汚染を
無視できる温度での塑性加工が可能になる。延性脆性遷
移温度付近の温度であれば、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、所望の線径の金属クロ
ム線材を得ることができる。尚クロムの延性脆性遷移温
度は３００〜８００℃である。

また、このクロム基合金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が生ず
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。減１ｉｌｉ８５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
べきである。これらの不純物の存在は得られた線材の靭
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汚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
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。

又、本発明の線材の製法は、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が可能である。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
。

本発明の製造方法で作製されたクロム基合金線材に対し
て、不活性雰囲気中もしくは還元雰囲気中で適当な熱処
理を施して、線材内部の加工歪および残留応力を緩和し
てやれば、強度１弾性率。

硬度等は低下するが、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。

［発明の効果コ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
基合金線材と比較して、展性、延性に富み、二次加工が
容品になり、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２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。

［実施例コ以下、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％の金属バナジウム０．５ｇ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
・ソトを作製し、このインゴットからφ　ｌＸ５．ｃｍ
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
によりクロム基台金棒を作製し、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。１すられたクロム基
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３〜７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２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。

表１表２表３

Claims

【特許請求の範囲】１）Ｖ、Ｎｂ、Ｔａからなる群から選ばれた一種以上の
金属を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）Ｖ、Ｎｂ、Ｔａからなる群から選ばれた一種以上の
金属を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。