JPH0445578B2 - - Google Patents
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- JPH0445578B2 JPH0445578B2 JP8255183A JP8255183A JPH0445578B2 JP H0445578 B2 JPH0445578 B2 JP H0445578B2 JP 8255183 A JP8255183 A JP 8255183A JP 8255183 A JP8255183 A JP 8255183A JP H0445578 B2 JPH0445578 B2 JP H0445578B2
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
- C23C8/24—Nitriding
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Description
〔発明の技術分野〕
本発明は、Mo合金、特にMo−Zr合金に関す
る。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 MoはＷに次ぐ、高融点物質で電灯及び電子管
用材料、耐熱用構造材料、発熱体用材料として多
用されている。しかしMoの高温における強度特
性は、要望される程度良好ではない。そこで、高
温強度を改善したMo合金として、第１表に示す
ようなTZM，TZC等の合金が開発された。この
種の合金は従来のMoよりかなり高温強度が改善
されているが、一方２次加工性の点であまり良好
ではなかつた。
る。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 MoはＷに次ぐ、高融点物質で電灯及び電子管
用材料、耐熱用構造材料、発熱体用材料として多
用されている。しかしMoの高温における強度特
性は、要望される程度良好ではない。そこで、高
温強度を改善したMo合金として、第１表に示す
ようなTZM，TZC等の合金が開発された。この
種の合金は従来のMoよりかなり高温強度が改善
されているが、一方２次加工性の点であまり良好
ではなかつた。
【表】
本発明の目的は、
１ 高温強度を有し、かつ
２ 加工性に優れた
Mo合金の加工法を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、モリブデン−0.01〜1.0重量％ジル
コニウム合金を成形し、その後このモリブデン−
ジルコニウム合金を内部窒化することにより、上
記の目的を達成することができる。 本発明で用いる内部窒化は従来の表面窒化とは異
なり、引張り強度を著しく向上させる。その為、
窒化前にこの合金に成形を行なうことにより、上
記目的を達成できる。 本願発明者らは、この考えに基づいて、実験研
究の結果、Zr含有量が0.01〜1.0重量％の範囲で、
加工性及び高温強度の双方が優れている事を見い
出した。 加工性について説明すると、本発明での加工
は、窒化前に実施され、通常700〜1000℃程度の
温度で行われる。この際Zrの添加量が少ないほ
ど、比較的小さい応力で加工ができやすく、割れ
も又生じにくく所望の形状が得られますい。 次に高温強度について説明すると、本発明での
高温強度は、内部窒化によつて得られる。この際
Zrの添加量が多いほど、高温強度（例えば引張
り強度、硬度）は高くなる。ここでいう高温とは
通常1000℃〜1800℃程度を示す。 第１図は、内部窒化モリブデン−ジルコニウム合
金に関して、Zr含有量と高温引張り強度との関
係を表わした図である。横軸がZr含有量であり、
縦軸が1773〓での引張り強度である。この図か
ら、わかるように、Zrの含有量の増加とともに
引張り強度が増加する。特に、0.15％までは、増
加率が大きく、添加量に対して引張り強度増加の
効果が大きい。 以上述べてきたように、本発明のMo−Zr合金
は、Zr含有量が多すぎると、加工性が低下し、
一方、含有量が少なすぎると、窒化した際、高温
強度がでない。したがつてZr含有量は0.01％〜
1.0％が好ましく、更に0.05％〜0.3％が好ましく、
0.1〜0.15％が更に好ましい。 一方高温強度は、窒化温度によつても変化す
る。 例えば、窒化を1623〓以下の温度で行なうと、
比較的硬度のMo−Zr合金が得られ、耐摩耗性材
料として適している。この合金の硬度は、整合歪
を伴う微細な板状ZrN粒子（10nm径以下）が特
に表面付近に析出する為に得られる。そして、窒
化温度が高すぎると、この組織が得られにくく、
一方低すぎると、窒化速度が遅く、工業的に有効
でない。 したがつて、窒化温度は1273〓〜1623〓、更には
1323〓〜1573〓更には1373〓〜1523〓が好まし
い。 又、窒化を1623〓以上の高温で行なうと、靱性
及び引張り強度の良好なMo−Zr合金が得られ、
この合金は構造用材料に適している。この合金の
靱性及び引張り強度は、部分整合はZrN板状粒子
（数百nm径）が析出する為に得られる。そして、
窒化温度が高すぎると、結晶粒が粗大化し、低す
ぎるとこの組織が形成しにくい。したがつて、窒
化温度は1623〓〜2073〓、更には、1643〓〜1973
〓、更には、1663〓〜1873〓が好ましい。 又、窒化前に減面加工を施すことによつても引
張り強度及び延性は向上できる。この減面加工で
加工率が大きければ、大きいほど、効果があり、
具体的には、30％以上、更に好ましくは、85％以
上が効果がある。 本発明者らは、Mo−Zr合金に関しても研究し
た結果、Mo−0.5重量％Ti合金、Mo−１重量％
Ti合金を1773°Kで窒化したときもほぼ同じ強さ
が得られることを発見した。しかし、Mo−Zr合
金の方がMo−Ti合金に比べて、一定深さを窒化
するに要する時間が1/3で済み工業的には有利で
ある。 〔発明の実施例〕 実施例１ 本実施例の試料として第２表に示す
成分の鋳塊を得、それを板状に成形した。この板
材の加工性を調べる為に引張り試験を行つた。そ
の結果を第２図に示す。横軸が試験温度、縦軸が
伸びを表わす。曲線４は、Mo−0.3％Zr合金の伸
びであり、曲線８は比較の為にTZM合金を測定
した値である。 第２図から明らかなようにMo−0.3Zr合金の方
がTZMより、伸びが大きく、加工性が優れてい
ることがわかる。更にZr含有量の低い合金は、
一層加工性が優れていた。 なお、引張試験は、Ｗメシユ・ヒータを内蔵す
る超高温引張試験機により10-4Paの真空中、293
〜1773〓の温度、1.1×10-4／Ｓの歪速度で行な
われた。
コニウム合金を成形し、その後このモリブデン−
ジルコニウム合金を内部窒化することにより、上
記の目的を達成することができる。 本発明で用いる内部窒化は従来の表面窒化とは異
なり、引張り強度を著しく向上させる。その為、
窒化前にこの合金に成形を行なうことにより、上
記目的を達成できる。 本願発明者らは、この考えに基づいて、実験研
究の結果、Zr含有量が0.01〜1.0重量％の範囲で、
加工性及び高温強度の双方が優れている事を見い
出した。 加工性について説明すると、本発明での加工
は、窒化前に実施され、通常700〜1000℃程度の
温度で行われる。この際Zrの添加量が少ないほ
ど、比較的小さい応力で加工ができやすく、割れ
も又生じにくく所望の形状が得られますい。 次に高温強度について説明すると、本発明での
高温強度は、内部窒化によつて得られる。この際
Zrの添加量が多いほど、高温強度（例えば引張
り強度、硬度）は高くなる。ここでいう高温とは
通常1000℃〜1800℃程度を示す。 第１図は、内部窒化モリブデン−ジルコニウム合
金に関して、Zr含有量と高温引張り強度との関
係を表わした図である。横軸がZr含有量であり、
縦軸が1773〓での引張り強度である。この図か
ら、わかるように、Zrの含有量の増加とともに
引張り強度が増加する。特に、0.15％までは、増
加率が大きく、添加量に対して引張り強度増加の
効果が大きい。 以上述べてきたように、本発明のMo−Zr合金
は、Zr含有量が多すぎると、加工性が低下し、
一方、含有量が少なすぎると、窒化した際、高温
強度がでない。したがつてZr含有量は0.01％〜
1.0％が好ましく、更に0.05％〜0.3％が好ましく、
0.1〜0.15％が更に好ましい。 一方高温強度は、窒化温度によつても変化す
る。 例えば、窒化を1623〓以下の温度で行なうと、
比較的硬度のMo−Zr合金が得られ、耐摩耗性材
料として適している。この合金の硬度は、整合歪
を伴う微細な板状ZrN粒子（10nm径以下）が特
に表面付近に析出する為に得られる。そして、窒
化温度が高すぎると、この組織が得られにくく、
一方低すぎると、窒化速度が遅く、工業的に有効
でない。 したがつて、窒化温度は1273〓〜1623〓、更には
1323〓〜1573〓更には1373〓〜1523〓が好まし
い。 又、窒化を1623〓以上の高温で行なうと、靱性
及び引張り強度の良好なMo−Zr合金が得られ、
この合金は構造用材料に適している。この合金の
靱性及び引張り強度は、部分整合はZrN板状粒子
（数百nm径）が析出する為に得られる。そして、
窒化温度が高すぎると、結晶粒が粗大化し、低す
ぎるとこの組織が形成しにくい。したがつて、窒
化温度は1623〓〜2073〓、更には、1643〓〜1973
〓、更には、1663〓〜1873〓が好ましい。 又、窒化前に減面加工を施すことによつても引
張り強度及び延性は向上できる。この減面加工で
加工率が大きければ、大きいほど、効果があり、
具体的には、30％以上、更に好ましくは、85％以
上が効果がある。 本発明者らは、Mo−Zr合金に関しても研究し
た結果、Mo−0.5重量％Ti合金、Mo−１重量％
Ti合金を1773°Kで窒化したときもほぼ同じ強さ
が得られることを発見した。しかし、Mo−Zr合
金の方がMo−Ti合金に比べて、一定深さを窒化
するに要する時間が1/3で済み工業的には有利で
ある。 〔発明の実施例〕 実施例１ 本実施例の試料として第２表に示す
成分の鋳塊を得、それを板状に成形した。この板
材の加工性を調べる為に引張り試験を行つた。そ
の結果を第２図に示す。横軸が試験温度、縦軸が
伸びを表わす。曲線４は、Mo−0.3％Zr合金の伸
びであり、曲線８は比較の為にTZM合金を測定
した値である。 第２図から明らかなようにMo−0.3Zr合金の方
がTZMより、伸びが大きく、加工性が優れてい
ることがわかる。更にZr含有量の低い合金は、
一層加工性が優れていた。 なお、引張試験は、Ｗメシユ・ヒータを内蔵す
る超高温引張試験機により10-4Paの真空中、293
〜1773〓の温度、1.1×10-4／Ｓの歪速度で行な
われた。
【表】
以上述べたように本発明は、モリブデン−0.05
〜0.3重量％ジルコニウム合金を成形加工し、そ
の後このモリブデン−ジルコニウム合金を内部窒
化することにより、従来のTZMやTZC等の同程
の高温強度を有するとともに更に優れた加工性を
有するMo合金を提供できる。
〜0.3重量％ジルコニウム合金を成形加工し、そ
の後このモリブデン−ジルコニウム合金を内部窒
化することにより、従来のTZMやTZC等の同程
の高温強度を有するとともに更に優れた加工性を
有するMo合金を提供できる。
第１図は引張強度の溶質濃度依存性を表わす図
であり、第２図は試験温度に対する伸びを表わす
図であり、第３図は試験温度に対する引張強度を
表わす図であり、第４図乃至第５図は表面からの
距離に対する硬度を表わす図であり、第６図は試
験温度に対する引張強度を表わす図であり、第７
図は試験温度に対する伸びを表わす図である。
であり、第２図は試験温度に対する伸びを表わす
図であり、第３図は試験温度に対する引張強度を
表わす図であり、第４図乃至第５図は表面からの
距離に対する硬度を表わす図であり、第６図は試
験温度に対する引張強度を表わす図であり、第７
図は試験温度に対する伸びを表わす図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ モリブデン−0.01〜1.0重量％ジルコニウム
合金を成形する第一の工程と、その後このモリブ
デン−ジルコニウム合金を内部窒化する第二の工
程とを具備してなる内部窒化モリブデン−ジルコ
ニウム合金の加工法。 ２ 窒化温度が1623°K以下である特許請求の範
囲第１項に記載の内部窒化モリブデン−ジルコニ
ウム合金の加工法。 ３ 窒化温度が1623°K以上である特許請求の範
囲第１項に記載の内部窒化モリブデン−ジルコニ
ウム合金の加工法。 ４ 第二の工程の前に、モリブデン−ジルコニウ
ム合金に減面加工を施こす特許請求の範囲第１項
乃至第３項に記載の内部窒化モリブデン−ジルコ
ニウム合金の加工法。 ５ 減面加工は、加工率が85％以上である特許請
求の範囲第４項に記載の内部窒化モリブデン−ジ
ルコニウム合金の加工法。 ６ 第二の工程後に、更に加工する第三の工程を
具備してなる特許請求の範囲第１項乃至第５項に
記載の内部窒化モリブデン−ジルコニウム合金の
加工法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8255183A JPS59208066A (ja) | 1983-05-13 | 1983-05-13 | 内部窒化モリブデン−ジルコニウム合金の加工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8255183A JPS59208066A (ja) | 1983-05-13 | 1983-05-13 | 内部窒化モリブデン−ジルコニウム合金の加工法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59208066A JPS59208066A (ja) | 1984-11-26 |
| JPH0445578B2 true JPH0445578B2 (ja) | 1992-07-27 |
Family
ID=13777631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8255183A Granted JPS59208066A (ja) | 1983-05-13 | 1983-05-13 | 内部窒化モリブデン−ジルコニウム合金の加工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59208066A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4307649B2 (ja) * | 1999-09-06 | 2009-08-05 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 高靭性・高強度の高融点金属系合金材料及びその製造方法 |
| JP4684383B2 (ja) * | 2000-04-03 | 2011-05-18 | 株式会社アライドマテリアル | 耐酸化層を有する高融点金属材料及びその製造方法 |
| JP2001295023A (ja) * | 2000-04-06 | 2001-10-26 | Allied Material Corp | 表面硬化層を有する高融点金属材料およびその製造方法 |
| JP4302930B2 (ja) * | 2002-03-29 | 2009-07-29 | 国立大学法人 岡山大学 | 高耐食性・高強度・高靭性窒化処理Ｍｏ合金加工材とその製造方法 |
| JP2003293070A (ja) * | 2002-03-29 | 2003-10-15 | Japan Science & Technology Corp | 高強度・高靭性Ｍｏ合金加工材とその製造方法 |
| CN117684033B (zh) * | 2024-02-04 | 2024-05-31 | 有研工程技术研究院有限公司 | 一种高性能tzm合金箔材及其制备方法 |
-
1983
- 1983-05-13 JP JP8255183A patent/JPS59208066A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59208066A (ja) | 1984-11-26 |
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