JPH0335886A - チタンクラッド材の製造方法 - Google Patents
チタンクラッド材の製造方法Info
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- JPH0335886A JPH0335886A JP1171173A JP17117389A JPH0335886A JP H0335886 A JPH0335886 A JP H0335886A JP 1171173 A JP1171173 A JP 1171173A JP 17117389 A JP17117389 A JP 17117389A JP H0335886 A JPH0335886 A JP H0335886A
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- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B23K20/04—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of a rolling mill
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
- Y10T428/12771—Transition metal-base component
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-
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- Y10T428/12861—Group VIII or IB metal-base component
- Y10T428/12937—Co- or Ni-base component next to Fe-base component
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］
本発明はチタン又はチタン合金のクラツド材の製造方法
に関するものである。
に関するものである。
［従来の技術］
２枚以上の金属板を積層接合させたクラツド材は、耐蝕
性、耐摩耗性又は耐熱性に優れ、かつ高強度を有する安
価な構造材料として広い分野で利用されている。
性、耐摩耗性又は耐熱性に優れ、かつ高強度を有する安
価な構造材料として広い分野で利用されている。
クラツド材を製造する方法としては、爆着法。
肉盛法、圧延法等による方法があるが、大面積のものを
高能率かつ安価に製造できる点から圧延法が最も一般的
に用いられている。
高能率かつ安価に製造できる点から圧延法が最も一般的
に用いられている。
この方法は合せ材及び基材の接合する面を清浄にして積
層した後、熱間または温間で圧延し、合せ材と基材を冶
金的に接合させる方法であり、現在合せ材としてステン
レス鋼と基材として炭素鋼や低合金鋼や、高合金鋼の組
合わせをはじめとする種々のクラッド金属板の製造方法
として巾広く活用されている。
層した後、熱間または温間で圧延し、合せ材と基材を冶
金的に接合させる方法であり、現在合せ材としてステン
レス鋼と基材として炭素鋼や低合金鋼や、高合金鋼の組
合わせをはじめとする種々のクラッド金属板の製造方法
として巾広く活用されている。
しかしながらチタン又はチタン合金を合せ材とするチタ
ンクラッド材の製造において、圧延法による場合は下記
に示すような問題があり、良好な接合部特性を得ること
はこれまで極めて困難視されていた。
ンクラッド材の製造において、圧延法による場合は下記
に示すような問題があり、良好な接合部特性を得ること
はこれまで極めて困難視されていた。
即ち、チタン又はチタン合金と鉄合金を重ねて積層し、
所定の温度で均一加熱後、熱間又は温間で圧延接合した
場合、チタンと鉄の相互拡散によって接合境界面に脆弱
なＴｉ−Ｆｅ金属間化合物が生成し、これが接合面のせ
ん断強さを著しく低下せしめる原因となっている。
所定の温度で均一加熱後、熱間又は温間で圧延接合した
場合、チタンと鉄の相互拡散によって接合境界面に脆弱
なＴｉ−Ｆｅ金属間化合物が生成し、これが接合面のせ
ん断強さを著しく低下せしめる原因となっている。
金属間化合物の生成を防止する方法として上記チタンと
金属間化合物を生成しない元素であるＭｏ、Ｎｂ、Ｖ等
の薄板又は箔をインサート材として、合せ材と基材との
間にインサートする方法が提案されている。
金属間化合物を生成しない元素であるＭｏ、Ｎｂ、Ｖ等
の薄板又は箔をインサート材として、合せ材と基材との
間にインサートする方法が提案されている。
しかし、この方法ではインサート材のＭｏ。
Ｎｂ、Ｖ等が非常に高価なため製造コストを著しく上昇
せしめること、及びこれらインサート材の延性が不足し
、圧延時にインサート材が破損する等の問題があり、実
用化までに至っていない。
せしめること、及びこれらインサート材の延性が不足し
、圧延時にインサート材が破損する等の問題があり、実
用化までに至っていない。
また試作でのインサート材としては、雑誌“金属”３２
巻２０号に示されるＣｕ、Ｎｉ、Ｃｒ等のメツキや箔、
特開昭５９−１７２８号公報に示されるフェライト系ス
テンレス鋼あるいはマルテンサイト系ステンレス鋼箔等
の例があるが、いずれも十分な接合強度が得られていな
い。
巻２０号に示されるＣｕ、Ｎｉ、Ｃｒ等のメツキや箔、
特開昭５９−１７２８号公報に示されるフェライト系ス
テンレス鋼あるいはマルテンサイト系ステンレス鋼箔等
の例があるが、いずれも十分な接合強度が得られていな
い。
一方、圧延法に代わり、爆着法を用いれば、合せ材と基
材を冶金的にではなく機械的に接合させるため、Ｔｉ−
Ｆｅ金属間化合物は生成されず、比較的良好な接合部特
性が得られる。
材を冶金的にではなく機械的に接合させるため、Ｔｉ−
Ｆｅ金属間化合物は生成されず、比較的良好な接合部特
性が得られる。
しかしながら、爆着法は大面積の接合が限定される等の
制約があり、汎用的利用が難しい。
制約があり、汎用的利用が難しい。
［発明が解決しようとする課題］
チタンクラッド材の製造方法においては、チタン−鉄合
金接合部におけるチタン及び鉄原子の相互拡散による脆
弱なＴ ｉ−Ｆ ｅ金属間化合物の生成抑制が良好な圧
延接合部を得る重要な鍵となる。
金接合部におけるチタン及び鉄原子の相互拡散による脆
弱なＴ ｉ−Ｆ ｅ金属間化合物の生成抑制が良好な圧
延接合部を得る重要な鍵となる。
本発明は、以上の従来技術の問題点を解決するためのチ
タンクラッド材の製造方法を提供することを目的とする
ものである。
タンクラッド材の製造方法を提供することを目的とする
ものである。
［課題を解決するための手段］
そこで本発明者等は、チタン又はチタン合金からなる合
せ材と鉄合金との間に挿入するインサートメタルを選定
し、熱間圧延で得られたチタンクラッド材の接合特性に
ついて基礎的解析を行った結果、インサート材と加熱温
度及び熱間圧延時の圧下率の選定により、良好な接合特
性を得られることを見出だしたものである。
せ材と鉄合金との間に挿入するインサートメタルを選定
し、熱間圧延で得られたチタンクラッド材の接合特性に
ついて基礎的解析を行った結果、インサート材と加熱温
度及び熱間圧延時の圧下率の選定により、良好な接合特
性を得られることを見出だしたものである。
即ち、本発明は鉄合金材とチタン材の間に、Ｃｒ ；
３２．５〜４０重量％及びＮ ｉ ； ５５〜６５重量
％を含むＮｉ−Ｃｒ合金材を介在させて素材となし、該
素材を８５０〜１０１０℃で加熱後、引き続き３０％以
上の圧下率で熱間圧延することを特徴とするチタンクラ
ッド材の製造方法である。
３２．５〜４０重量％及びＮ ｉ ； ５５〜６５重量
％を含むＮｉ−Ｃｒ合金材を介在させて素材となし、該
素材を８５０〜１０１０℃で加熱後、引き続き３０％以
上の圧下率で熱間圧延することを特徴とするチタンクラ
ッド材の製造方法である。
なお本発明では鉄合金材とは鉄系金属、鉄基金属を、チ
タン材とはチタン又はチタン合金を、素材とはスラブ、
スラブ組立て体を、クラツド材とはクラツド鋼を加熱温
度とは圧延加熱温度を言う。
タン材とはチタン又はチタン合金を、素材とはスラブ、
スラブ組立て体を、クラツド材とはクラツド鋼を加熱温
度とは圧延加熱温度を言う。
〔作用コ
本発明は、チタン又はチタン合金の合せ材と鉄合金の基
材との間にＮｉ−Ｃｒ合金をインサートし、加熱温度８
５０〜１０１０℃の条件で圧下率３０％以上の熱間圧延
することにより、接合強度に優れたチタンクラッド材を
製造するものであり、インサート材と加熱温度及び圧下
率の選定により、チタンまたはチタン合金の合せ材と鉄
合金の基材との間の金属間化合物の形成が防止される。
材との間にＮｉ−Ｃｒ合金をインサートし、加熱温度８
５０〜１０１０℃の条件で圧下率３０％以上の熱間圧延
することにより、接合強度に優れたチタンクラッド材を
製造するものであり、インサート材と加熱温度及び圧下
率の選定により、チタンまたはチタン合金の合せ材と鉄
合金の基材との間の金属間化合物の形成が防止される。
ここでインサート材の形状は薄板、箔、メツキ。
溶射のいずれの形状でも可能であり、また鉄合金とは炭
素鋼、低合金鋼、各種ステンレス鋼等あらゆる鉄基合金
を総称するものである。
素鋼、低合金鋼、各種ステンレス鋼等あらゆる鉄基合金
を総称するものである。
またチタン合金についても種類による格別な制限はなく
、かつこのように制限のないことがこの発明の特徴であ
る。
、かつこのように制限のないことがこの発明の特徴であ
る。
後述する第１図に示す如く、本発明においては基材１と
合せ材３の間にインサート材２を挾み一体としたものを
互いに対象に積み重ねて素材とするものである。
合せ材３の間にインサート材２を挾み一体としたものを
互いに対象に積み重ねて素材とするものである。
基材１とスペーサー材４の接触面の外側四周を密閉溶接
し、素材内部の空隙に残存する大気を真空ポンプで排除
する。または素材を仮組みをした後に、真空室内で電子
ビーム溶接で四周を密閉溶接してもよい。
し、素材内部の空隙に残存する大気を真空ポンプで排除
する。または素材を仮組みをした後に、真空室内で電子
ビーム溶接で四周を密閉溶接してもよい。
素材内部の空隙に残存する大気を真空ポンプで排除する
ことにより、インサート材２と合せ材３間のチタン酸化
物、窒化物の生成を抑制することが出来る。
ことにより、インサート材２と合せ材３間のチタン酸化
物、窒化物の生成を抑制することが出来る。
このインサート材２はＮｉ−Ｃｒ合金であり、Ｃ「は３
２．５〜４０重量％、Ｎｉは５５〜６５重量％を含有す
る合金である。
２．５〜４０重量％、Ｎｉは５５〜６５重量％を含有す
る合金である。
この様に合金成分を限定した理由は、インサート材でＣ
ｒのｌｆｆ１％が３２．５％未満の場合やＮｆの重量％
が６５重量％を越える場合、チタン及びチタン合金の合
せ材３とインサート材２の界面に脆弱なＴｉ （Ｎｉ
、Ｃｒ） ３の形成がおこり接合強度の低下を招（ため
であり、Ｃｒの重量％が４０％を越える場合には、鉄系
基材１とインサート材２の界面に脆弱なσ相の形成が、
またＮｉの重量％が５５％未満の場合には、チタン及び
チタン合金の合せ材３とインサート材２の界面に脆弱な
Ｔ１Ｃｒ２の形成がおこり、共に接合強度の低下を招く
ためである。
ｒのｌｆｆ１％が３２．５％未満の場合やＮｆの重量％
が６５重量％を越える場合、チタン及びチタン合金の合
せ材３とインサート材２の界面に脆弱なＴｉ （Ｎｉ
、Ｃｒ） ３の形成がおこり接合強度の低下を招（ため
であり、Ｃｒの重量％が４０％を越える場合には、鉄系
基材１とインサート材２の界面に脆弱なσ相の形成が、
またＮｉの重量％が５５％未満の場合には、チタン及び
チタン合金の合せ材３とインサート材２の界面に脆弱な
Ｔ１Ｃｒ２の形成がおこり、共に接合強度の低下を招く
ためである。
このインサート材２はＮｉ、Ｃｒの重量％が重要であり
、１０％未満のＦｅなと不純物が含まれる場合にそのイ
ンサート材２の効果が失われるものではない。
、１０％未満のＦｅなと不純物が含まれる場合にそのイ
ンサート材２の効果が失われるものではない。
熱間圧延における加熱温度を８５０〜１０１０℃、圧下
率を３０％以上と限定したのは次の理由による。
率を３０％以上と限定したのは次の理由による。
圧延加熱温度が１０１０℃を越える場合、インサート材
２の組成を上記の条件でいかに限定しても、圧延中及び
その後の冷却中にチタン及びチタン合金の合せ材３とイ
ンサート材２の界面に脆弱なＴ ｉ （Ｎ Ｌ、
Ｃｒ） ３の形成がおこり接合強度の低下を招くためで
あり、また加熱温度が８５０”Ｃ未満の場合、熱間圧延
により最終圧延板に残留応力が発生することとなり、接
合強度の低下を招く為である。
２の組成を上記の条件でいかに限定しても、圧延中及び
その後の冷却中にチタン及びチタン合金の合せ材３とイ
ンサート材２の界面に脆弱なＴ ｉ （Ｎ Ｌ、
Ｃｒ） ３の形成がおこり接合強度の低下を招くためで
あり、また加熱温度が８５０”Ｃ未満の場合、熱間圧延
により最終圧延板に残留応力が発生することとなり、接
合強度の低下を招く為である。
また圧下率が３０％未満の場合、インサート材２の最適
な選択によらず接合に必要なチタン及びチタン合金の合
せ材３−インサート材２−鉄系基材界面の塑性変形が得
られないため、十分な接合強度が得られないこととなる
。
な選択によらず接合に必要なチタン及びチタン合金の合
せ材３−インサート材２−鉄系基材界面の塑性変形が得
られないため、十分な接合強度が得られないこととなる
。
なお圧下率の上限については特に制限するものではない
。
。
次に本発明の実施例について述べる。
［実施例コ
第１図に本発明のチタンクラッド材の素材の組み立て断
面図を示す。
面図を示す。
図において、１は基材、２はインサート材、３は合せ材
、４はスペーサー材（３Ｍ５０） 、 ５は剥離材（ア
ルミナ）である。
、４はスペーサー材（３Ｍ５０） 、 ５は剥離材（ア
ルミナ）である。
また第１表に本実施例において用いた素材を示す。
表
基材１は５Ｍ５０．合せ材３はＪＩ８２種純チタン板及
びＴ１−６％八へ−４％Ｖ合金板であり、それぞれ接合
面側をフライスワ′仕上げして用いた。
びＴ１−６％八へ−４％Ｖ合金板であり、それぞれ接合
面側をフライスワ′仕上げして用いた。
インサート材２はＣｒの重量％を１０〜６０％。
Ｎｉの重量％を３０〜８０％に変化させ、インサート材
２の接合特性に及ぼす影響を調査した。
２の接合特性に及ぼす影響を調査した。
このインサート材２の厚さは０ 、１ ｍであり、イン
サートは箔、素材への溶射法、メツキ法により第１図に
示す如く、上記インサート材２を基材１と合せ材３の間
に介在させて素材の組立を行い、組立て素材内を１０−
’Ｌｏｒｒ以下に排気した。
サートは箔、素材への溶射法、メツキ法により第１図に
示す如く、上記インサート材２を基材１と合せ材３の間
に介在させて素材の組立を行い、組立て素材内を１０−
’Ｌｏｒｒ以下に排気した。
組立て素材（厚さ Ｌ２０＋ｕ）を１０５０〜８００’
Ｃ１：加熱後１００ｍｍから２４關まで熱間圧延を行い
、冷却終了後２枚に分離し、クラツド鋼板を製造した。
Ｃ１：加熱後１００ｍｍから２４關まで熱間圧延を行い
、冷却終了後２枚に分離し、クラツド鋼板を製造した。
クラツド鋼板の接合度は上記熱間圧延板によりせん断試
験片をＪＩＳ Ｇ ０８０１に準拠して採取し、そのせ
ん断強度を評価した。
験片をＪＩＳ Ｇ ０８０１に準拠して採取し、そのせ
ん断強度を評価した。
表２に製造条件及びその接合特性を示す。
表２に示す如く、本発明例の試験弘１〜１０のせＡ、断
強１３１ｔｌ；！２５．６〜２９．９ｋｇｆ’／＋ｍ２
テアリ、ソレニ対して比較例１．Ｌ ４．２〜１３．９
ｋｇ ｒｌ＊ｍ ２Ｌ、、 カ示さず、本発明によると
せん断強度２５ｋｇｒ／１１ｍ２以上の優れたチタンク
ラッド材が製造された。
強１３１ｔｌ；！２５．６〜２９．９ｋｇｆ’／＋ｍ２
テアリ、ソレニ対して比較例１．Ｌ ４．２〜１３．９
ｋｇ ｒｌ＊ｍ ２Ｌ、、 カ示さず、本発明によると
せん断強度２５ｋｇｒ／１１ｍ２以上の優れたチタンク
ラッド材が製造された。
［発明の効果コ
本発明のチタンクラッド材の製造方法によれば、せん断
強度２５ｋｇｆ／ｍｍ２以上の優れた接合性をもつチタ
ンクラッド材を製造することが可能となる。
強度２５ｋｇｆ／ｍｍ２以上の優れた接合性をもつチタ
ンクラッド材を製造することが可能となる。
第１図は本発明のチタンクラッド材の素材の組み立て断
面図である。 図において、１：基材、２：インサート材、３：合せ材
、４ニスペーサ−材、５：剥離材。
面図である。 図において、１：基材、２：インサート材、３：合せ材
、４ニスペーサ−材、５：剥離材。
Claims (1)
- 鉄合金材とチタン材の間に、Ｃｒ；３２．５〜４０重量
％及びＮｉ；５５〜６５重量％を含むＮｉ−Ｃｒ合金材
を介在させて素材となし、該素材を８５０〜１０１０℃
で加熱後、引き続き３０％以上の圧下率で熱間圧延する
ことを特徴とするチタンクラッド材の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP1171173A JPH066234B2 (ja) | 1989-07-04 | 1989-07-04 | チタンクラッド材の製造方法 |
| US07/532,911 US5060845A (en) | 1989-07-04 | 1990-06-04 | Method for manufacture titanium clad steel plate |
| EP90112241A EP0406688B1 (en) | 1989-07-04 | 1990-06-27 | Method for manufacturing titanium clad steel plate |
| DE9090112241T DE69001207T2 (de) | 1989-07-04 | 1990-06-27 | Verfahren zur herstellung von titanbeschichtetem stahlblech. |
| CA002020308A CA2020308C (en) | 1989-07-04 | 1990-07-03 | Method for manufacturing titanium clad steel plate |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP1171173A JPH066234B2 (ja) | 1989-07-04 | 1989-07-04 | チタンクラッド材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0335886A true JPH0335886A (ja) | 1991-02-15 |
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Family
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Family Applications (1)
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