JPH0432530A - Ｎｉ基超合金部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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はＮ１基合金部材に関し、特に溶接性と熱間加工
加工特性の双方にすぐれたＮｉ基超合金部材らびにその
製造方法に関する。

（従来の技術） 従来、高温下での強度、機械的特性か要求される部材、
特に航空機用材料や原子力発電用部品の材料としては、
５ＵＳ３０４などのステンレス鋼、あるいはさらに高寿
命化に向けられた合金としては、インコネルＸ−７５０
やインコネル７１８などの析出硬化型のＮ１基超合金か
用いられている。

（発明か解決しようとする課題） 上述した５ＵＳ３０４などのステンレス鋼は、高温強度
に比較的すぐれているが、高温下での使用か長期化する
にしたがって特性か劣化するという問題があり、この点
での改良が望まれている。

さらに高寿命化に向けられた合金としては、上記のよう
なインコネルＸ−７５０やインコネル７１８などの析出
硬化型のＮ１基超合金が知られているが、これらＮ１基
合金は、部品加工に際しての熱間加工性や溶接性におい
て必ずしも満足のいくものではないという問題かある。

本発明は上述した点に鑑みてなされたものであり、熱間
加工特性、特に、熱間加工特性と溶接性の双方にすぐれ
たＮ１基合金部材ならびにその製造方法を提供すること
を目的としている。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段・作用）本発明によるＮ
ｉ基合金部材は、重量比で、Ｃｒ：１５〜２５％、Ｎｉ
：４５〜６０％、Ｎｂおよび／またはＴａ　＋２．　０
−６．　０％、Ｔｉ。

０．１〜４．０、Ａｌ．＋０．１〜３．０を含有し残部
か実質的にＦｅからなる合金部材であって、該合金組織
中に、２０μｍ以上の非金属介在物か実質的に存在しな
いことを特徴とするものである。

さらに本発明のＮｉ基超合金部材製造方法は、重量比で
、Ｃｒ　：　１５〜２５％、Ｎｉ：４５〜６０％、Ｎｂ
および／またはＴａ：２．０〜６．０％、Ｔｉ：０．１
〜４．０、Ａｌ：０．１〜３．０を含有し残部が実質的
にＦｅからなる合金素材に対して３回以上の溶融処理を
施すことによって、合金組織中に２０μｍ以上の非金属
介在物が実質的に存在しない合金部材を得ることを特徴
とするものである。

本発明の好ましい態様においては、上述した組成の合金
素材からなるインゴットを真空誘導溶解法により溶融処
理したのち、さらに真空アーク溶解を２回以上繰り返す
ことによって前記溶融処理を行うことが望ましい。

本発明者は、Ｎｉ基超合金部材製造に際して行われてい
る溶融処理の方法を改良することにより、合金組織中に
おいて特に２０μｍ以上の非金属介在物を低減ないし実
質的排除することかできることを見出し、さらにこのよ
うな非金属介在物を排除することによって熱間加工特性
と溶接性の双方にすぐれたＮｉ基合金部材を得ることが
できることを見出し本発明を完成するに至った。

以下、本発明による合金材料の組成ならびに製造方法に
ついて具体的に説明する。

ます、本発明で用いるＮｉ基合金においては基材金属で
あるＮ１は、４５〜６０％、さらに好ましくは５０〜５
５％含有される。

Ｃｒは１５〜２５％、さらに好ましくは１７〜２１％含
有される。Ｃｒは耐食性に寄与する成分てあり、１５％
未満ではその効果か乏しく、一方２５％を超えて添加す
ると逆に加工性を低下させるので好ましくない。

Ｍ　ｏは耐熱性に寄与する成分であり、２〜８％、さら
に好ましくは２〜４％添加される。添加二か多くなるに
従って耐熱性か良くなるが、その反面加工性に悪影響を
及はすので上記範囲に制限することか望ましい。

Ｎｂ、Ｔａ５ＡｌおよびＴ１は、いずれも析出強化に寄
与する成分であり、Ｎｂおよび／またはＴａは、２〜６
％さらに好ましくは４〜６９６添加する。Ａｌについて
は、０．１〜３．０％さらに好ましくは０．１〜１．５
％添加する。さらにＴｉは０．１〜４．０％、さらに好
ましくは、０．１〜２．０１０添加する。これらの成分
且か多くなれば強度が向上するか、その反面加工性が低
下するので、上記の範囲とする。

本発明においては、上記成分の他にも追加的にＭ　ｏを
添加することかできる。このＭ　ｏは耐熱性に寄与する
成分であり、２〜８％、さらに好ましくは２〜４９６添
加する。添加口か多くなるに従って耐熱性か良くなるか
、その反面加工性に悪影響を及ぼすので上記範囲に制限
することが望ましい。

残部はＦｅならびに不可避的不純物からなる。

本発明においては、上述した組成範囲の合金成分から加
工前の合金材料を得るに際して、合金素材に対して３回
以上の溶融処理を施す。本発明の好ましい態様において
は、この場合の溶融処理は、常法に従って上述した組成
の合金素材からなるインゴットを真空誘導溶解法により
溶融処理したのち、さらに真空アーク溶解を２回もしく
はそれ以上繰り返す。

本発明においては、３回以上の溶融処理を施すことが肝
要である。このように３回以上の溶融処理を行うことに
より、溶接性もしくは加工性の低下の要因となる非金属
介在物の内でも特に２０μｍ以上の大きさの非金属介在
物を低減ないし実質的排除することかできる。溶融処理
が従来のように２回以下の場合においては、このような
効果は得られない。

なお、本発明においては、上記溶融処理ののち、合金素
材を急冷することが好ましい。このような冷却はＮｂ炭
化物のインゴット中心部への発生を防止する上で効果が
ある。

次いで、冷却後、常法にしたがって所定の熱間加工、冷
間加工、機械加工ならびに溶接加工を行い所定の部材を
得ることかできる。

（実施例） 下記、第１表に示す組成の合金成分を溶解し各試料につ
いてインゴットを製造した。

第１表（組成） Ｎｉ　　　　Ｃｒ　　　　Ｎｌ）　　　　Ｍｏ　　　　
Ｔｉ　　　　Ａｔ　　　　Ｆｅ実施例１　５２．９１　
１９．０５　５．１５　３，０３　１．０７　０．４５
　　　Ｂａ比較例１　５２．６１　１９．２６　４，７
２　３，０２　１．０４　０．４５　　　Ｂａｌ比較例
２　５２．３５１９．２８　　５．３８　３．０７　１
０３　０．５１　　　Ｂａ上記各組成の合金素材につい
て、下記の条件で溶融処理を行った。各々の処理条件を
下記第２表に示す。

第２表（製造条件） 実施例１　真空誘導溶解＋真空アーク溶解＋真空アーク
溶解比較例１　真空誘導溶解 比較例２　真空誘導溶解＋真空アーク溶解次いで、得ら
れた合金部＋４について、熱間加工を下記の条件で行い
、各々の材料について熱間加工性を評価した。下記第３
表に熱間加工性の計画結果を示す。

第３表（熱間加工性の評価） 実施例］ 比較例］ 比較例２ ８回 １４回 １２回 次に、得られた合金部材についてＪ　ｌ５ＧＯ８Ｓ５に
よって清浄度、非金属介在物の大きさを測定し、評価し
た。下記第４表にその結果を示す。

使って溶接したものよりリーク発生数か少なく溶接性か
良好なことか判る。

〔発明の効果〕

上記実施例ならびに比較例の結果からも明らかなように
、本発明によるＮ１話属音金部材は、溶接性と熱間加工
特性の双方にすぐれた特性を有している。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、重量比で、Ｃｒ：１５〜２５％、Ｎｉ：４５〜６０
   ％、Ｎｂおよび／またはＴａ：２．０〜６．０％、Ｔｉ
   ：０．１〜４．０、ならびにＡｌ：０．１〜３．０を含
   有し残部が実質的にＦｅからなる合金部材であって、該
   合金組織中に、２０μｍ以上の非金属介在物が実質的に
   存在しないことを特徴とする、溶接性と熱間加工特性の
   双方にすぐれたＮｉ基超合金部材。 ２、重量比で、Ｃｒ：１５〜２５％、Ｎｉ：４５〜６０
   ％、Ｎｂおよび／またはＴａ：２．０〜６．０％、Ｔｉ
   ：０．１〜４．０、ならびにＡｌ：０．１〜３．０を含
   有し残部が実質的にＦｅからなる合金素材に対して３回
   以上の溶融処理を施すことによって、合金組織中に２０
   μｍ以上の非金属介在物が実質的に存在しない合金部材
   を得ることを特徴とする溶接性と熱間加工特性の双方に
   すぐれたＮｉ基超合金部材の製造方法。