JPH05185250A - 異種金属接合材 - Google Patents
異種金属接合材Info
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- JPH05185250A JPH05185250A JP35228591A JP35228591A JPH05185250A JP H05185250 A JPH05185250 A JP H05185250A JP 35228591 A JP35228591 A JP 35228591A JP 35228591 A JP35228591 A JP 35228591A JP H05185250 A JPH05185250 A JP H05185250A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/001—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces
- B23K35/005—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces at least one of the workpieces being of a refractory metal
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 接合部における耐食性および機械的強度の優
れた異種金属接合材を提供する。 【構成】 純Ｔｉ若しくはＴｉ基合金または純Ｚｒ若し
くはＺｒ合金を第１部材とし、ステンレス鋼を第２部材
とし、両者間にＴａインサート材を介在させた状態で熱
間静水丘加圧法によって拡散接合した異種金属接合材で
あって、純Ｔｉ若しくはＴｉ基合金製第１部材とＴａイ
ンサート材の間、または純Ｚｒ若しくはＺｒ基合金製第
１部材とＴａインサート材の間に、前者では25μｍ以
下、後者では15μｍ以下の反応相が存在する。
れた異種金属接合材を提供する。 【構成】 純Ｔｉ若しくはＴｉ基合金または純Ｚｒ若し
くはＺｒ合金を第１部材とし、ステンレス鋼を第２部材
とし、両者間にＴａインサート材を介在させた状態で熱
間静水丘加圧法によって拡散接合した異種金属接合材で
あって、純Ｔｉ若しくはＴｉ基合金製第１部材とＴａイ
ンサート材の間、または純Ｚｒ若しくはＺｒ基合金製第
１部材とＴａインサート材の間に、前者では25μｍ以
下、後者では15μｍ以下の反応相が存在する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱間静水圧加圧法によ
って、ＴｉやＺｒをステンレス鋼と接合した異種金属接
合材に関し、詳細には接合部における耐食性、特に耐硝
酸性に優れ、更に機械的強度にも優れた異種金属接合材
に関するものである。
って、ＴｉやＺｒをステンレス鋼と接合した異種金属接
合材に関し、詳細には接合部における耐食性、特に耐硝
酸性に優れ、更に機械的強度にも優れた異種金属接合材
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＴｉやＺｒ（純Ｔｉ，純Ｚｒ或はＴｉ基
合金若しくはＺｒ基合金を代表させることがある、以下
同じ）は耐硝酸性の良好な金属として汎用されている。
またステンレス鋼も同じ様な特性を有する金属として貴
重である。しかし硝酸に対する化学的挙動がこれら３金
属において全く同一であるという訳ではないから、Ｔｉ
またはＺｒとステンレス鋼は使用環境を考慮して使い分
けを行なう必要があるとされている。この様な使い分け
は単一プラント内においても行なわれることがあり、腐
食環境が厳しい機器ではＴｉやＺｒが適し、腐食環境が
それほど厳しくない機器ではステンレス鋼が適してい
る。
合金若しくはＺｒ基合金を代表させることがある、以下
同じ）は耐硝酸性の良好な金属として汎用されている。
またステンレス鋼も同じ様な特性を有する金属として貴
重である。しかし硝酸に対する化学的挙動がこれら３金
属において全く同一であるという訳ではないから、Ｔｉ
またはＺｒとステンレス鋼は使用環境を考慮して使い分
けを行なう必要があるとされている。この様な使い分け
は単一プラント内においても行なわれることがあり、腐
食環境が厳しい機器ではＴｉやＺｒが適し、腐食環境が
それほど厳しくない機器ではステンレス鋼が適してい
る。
【０００３】従ってこれらの境界部では異種金属接合が
必要となるが、適用分野によってはシール性についての
信頼度が低いフランジ継手を使うことに躊躇しなければ
ならないこともある。この様なときは異種金属接合継手
を考えるのが一般的であろうが、ＴｉやＺｒは周知の如
くステンレス鋼との溶接乃至融接が不可能であるので、
摩擦圧接，爆発圧接，ホットプレス，圧延，熱間押出
し，熱間静水圧加圧（以下ＨＩＰと呼ぶことがある）の
各種方法によって異種金属接合継手を得ている。
必要となるが、適用分野によってはシール性についての
信頼度が低いフランジ継手を使うことに躊躇しなければ
ならないこともある。この様なときは異種金属接合継手
を考えるのが一般的であろうが、ＴｉやＺｒは周知の如
くステンレス鋼との溶接乃至融接が不可能であるので、
摩擦圧接，爆発圧接，ホットプレス，圧延，熱間押出
し，熱間静水圧加圧（以下ＨＩＰと呼ぶことがある）の
各種方法によって異種金属接合継手を得ている。
【０００４】ところでＴｉやＺｒをステンレス鋼と拡散
接合することについては、接合部の物性に悪影響の生じ
ることが分かっている。即ち上記金属の拡散接合界面に
は、一方の成分であるＴｉやＺｒと、他方の成分である
ＳＵＳ中のＦｅ，Ｃｒ，Ｎｉが相互に分散し合ってそれ
ら同士の金属間化合物（例えばＴｉＦｅやＺｒＦｅ
2等）が形成され、それによって界面における耐硝酸性
や機械的強度が低下し実用上種々の問題を生じることが
分かっている。
接合することについては、接合部の物性に悪影響の生じ
ることが分かっている。即ち上記金属の拡散接合界面に
は、一方の成分であるＴｉやＺｒと、他方の成分である
ＳＵＳ中のＦｅ，Ｃｒ，Ｎｉが相互に分散し合ってそれ
ら同士の金属間化合物（例えばＴｉＦｅやＺｒＦｅ
2等）が形成され、それによって界面における耐硝酸性
や機械的強度が低下し実用上種々の問題を生じることが
分かっている。
【０００５】そこで金属間化合物の形成を阻止するとい
う観点から、これまで様々な技術が提案されている。例
えば特開昭62-179877 号では、Ｔｉとステンレス鋼の拡
散接合において、Ｔｉ側にＭｏを、ステンレス鋼側にＶ
を夫々インサート材として介在させることにより、金属
間化合物形成の阻止を図っている。また特開昭62-20368
7 号では、上記と同様の考え方に基づき、Ｚｒとステン
レス鋼の拡散接合において、Ｚｒ側にＴａおよびＮｂの
うち１つ以上を、ステンレス鋼側にＮｉ基超合金，Ａｕ
および金ろうのうち１つ以上を夫々インサート材として
介在させることにより、金属間化合物形成の阻止を図っ
ている。
う観点から、これまで様々な技術が提案されている。例
えば特開昭62-179877 号では、Ｔｉとステンレス鋼の拡
散接合において、Ｔｉ側にＭｏを、ステンレス鋼側にＶ
を夫々インサート材として介在させることにより、金属
間化合物形成の阻止を図っている。また特開昭62-20368
7 号では、上記と同様の考え方に基づき、Ｚｒとステン
レス鋼の拡散接合において、Ｚｒ側にＴａおよびＮｂの
うち１つ以上を、ステンレス鋼側にＮｉ基超合金，Ａｕ
および金ろうのうち１つ以上を夫々インサート材として
介在させることにより、金属間化合物形成の阻止を図っ
ている。
【０００６】上記２つの技術がインサート材を２種以上
介在させるのに対し、例えば特開昭63-123581 号では、
ＺｒまたはＺｒ基合金やＴｉまたはＴｉ基合金とオース
テナイト系ステンレス鋼との拡散接合において、Ｔａ−
Ｃｕ合金１種類のみをインサート材として介在させる技
術が提案されている。
介在させるのに対し、例えば特開昭63-123581 号では、
ＺｒまたはＺｒ基合金やＴｉまたはＴｉ基合金とオース
テナイト系ステンレス鋼との拡散接合において、Ｔａ−
Ｃｕ合金１種類のみをインサート材として介在させる技
術が提案されている。
【０００７】一方本出願人も異種金属の固相接合技術の
開発を独自に進めてきており、例えば特開昭61-52996号
の様な技術も提案している。この技術ではβ型を除くＴ
ｉ基合金やＺｒ基合金とステンレス鋼との拡散接合にお
いて、Ｔｉ基合金との接合にはβ型Ｔｉ基合金を、Ｚｒ
基合金との接合にはβ型Ｚｒ基合金を夫々インサート材
として用いることにより、金属間化合物形成の阻止を図
っている。またこの技術では、拡散接合の手段としてＨ
ＩＰ処理を採用すると共に、ＨＩＰ処理後更に熱処理を
行い、ＨＩＰ後の冷却過程中にインサート材に析出する
恐れのあるα相の消失を防止すると共に、インサート材
とステンレス鋼の間に析出していた金属間化合物を、β
相化したインサート材中に固溶することによる金属間化
合物形成の阻止を図っている。
開発を独自に進めてきており、例えば特開昭61-52996号
の様な技術も提案している。この技術ではβ型を除くＴ
ｉ基合金やＺｒ基合金とステンレス鋼との拡散接合にお
いて、Ｔｉ基合金との接合にはβ型Ｔｉ基合金を、Ｚｒ
基合金との接合にはβ型Ｚｒ基合金を夫々インサート材
として用いることにより、金属間化合物形成の阻止を図
っている。またこの技術では、拡散接合の手段としてＨ
ＩＰ処理を採用すると共に、ＨＩＰ処理後更に熱処理を
行い、ＨＩＰ後の冷却過程中にインサート材に析出する
恐れのあるα相の消失を防止すると共に、インサート材
とステンレス鋼の間に析出していた金属間化合物を、β
相化したインサート材中に固溶することによる金属間化
合物形成の阻止を図っている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術のう
ち、特開昭62-129877 号の技術では、Ｔｉとオーステナ
イト系ステンレス鋼との、また特開昭62-203687 号では
Ｚｒとオーステナイト系ステンレス鋼との拡散接合に関
し、接合部及びその近傍における金属間化合物形成の阻
止を図ったものであるが、実際の接合に際しては、接合
する異種金属の組合せ毎にその都度各インサート材の種
類も適切に選択する必要があり実用的でないという問題
があった。
ち、特開昭62-129877 号の技術では、Ｔｉとオーステナ
イト系ステンレス鋼との、また特開昭62-203687 号では
Ｚｒとオーステナイト系ステンレス鋼との拡散接合に関
し、接合部及びその近傍における金属間化合物形成の阻
止を図ったものであるが、実際の接合に際しては、接合
する異種金属の組合せ毎にその都度各インサート材の種
類も適切に選択する必要があり実用的でないという問題
があった。
【０００９】また特開昭63-12358号に開示された技術
は、ＺｒやＴｉとオーステナイト系ステンレス鋼との拡
散接合を想定したものでありながら、実質的にはＺｒと
オーステナイト系ステンレス鋼との接合についてしか示
されておらず、Ｔｉとオーナテナイト系ステンレス鋼と
の接合の効果については全く不明の状態にあり、またイ
ンサート材として用いられるＴａ−Ｃｕ合金はＴａその
ものの製錬上の理由から市販されておらず、入手困難と
いう問題もある。
は、ＺｒやＴｉとオーステナイト系ステンレス鋼との拡
散接合を想定したものでありながら、実質的にはＺｒと
オーステナイト系ステンレス鋼との接合についてしか示
されておらず、Ｔｉとオーナテナイト系ステンレス鋼と
の接合の効果については全く不明の状態にあり、またイ
ンサート材として用いられるＴａ−Ｃｕ合金はＴａその
ものの製錬上の理由から市販されておらず、入手困難と
いう問題もある。
【００１０】更に、特開昭61-52296号の技術において
も、Ｔｉ基合金とステンレス鋼、Ｚｒ基合金とステンレ
ス鋼の各接合毎に別のインサート材を準備しなければな
らないという問題がある。またこの技術では、ＨＩＰ処
理時の加熱温度或はＨＩＰ処理後の熱処理温度の上限を
母材側Ｔｉ基合金またはＺｒ基合金のβ変態点以下とす
るものであり、例えば実施例ではＨＩＰ温度を８００
℃、後熱処理温度を７８０〜８４０℃の範囲で実施して
いる。しかしながら、上記温度条件は、オーステナイト
系ステンレス鋼、特に最も使用頻度の高いＳＵＳ３０４
が鋭敏化し、粒界腐食が促進される温度であるという欠
点がある。
も、Ｔｉ基合金とステンレス鋼、Ｚｒ基合金とステンレ
ス鋼の各接合毎に別のインサート材を準備しなければな
らないという問題がある。またこの技術では、ＨＩＰ処
理時の加熱温度或はＨＩＰ処理後の熱処理温度の上限を
母材側Ｔｉ基合金またはＺｒ基合金のβ変態点以下とす
るものであり、例えば実施例ではＨＩＰ温度を８００
℃、後熱処理温度を７８０〜８４０℃の範囲で実施して
いる。しかしながら、上記温度条件は、オーステナイト
系ステンレス鋼、特に最も使用頻度の高いＳＵＳ３０４
が鋭敏化し、粒界腐食が促進される温度であるという欠
点がある。
【００１１】ところでこれらの異種金属接合材は、管と
して使用される場合を想定して作製されており、この場
合内部流体の温度変化によって接合材料が膨張，収縮を
繰返すので、異種金属相互の熱膨張係数の差による変動
応力に十分耐え得る機械的強度を有することが重要な要
件となる。本発明はこうした技術的課題を解決する為に
なされたものであって、その目的は、接合部における耐
食性および機械的強度の優れた異種金属接合材を提供す
ることにある。
して使用される場合を想定して作製されており、この場
合内部流体の温度変化によって接合材料が膨張，収縮を
繰返すので、異種金属相互の熱膨張係数の差による変動
応力に十分耐え得る機械的強度を有することが重要な要
件となる。本発明はこうした技術的課題を解決する為に
なされたものであって、その目的は、接合部における耐
食性および機械的強度の優れた異種金属接合材を提供す
ることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成し得た本
発明とは、純Ｔｉ若しくはＴｉ基合金または純Ｚｒ若し
くはＺｒ基合金を第１部材とし、ステンレス鋼を第２部
材とし、両者間にＴａインサート材を介在させた状態で
熱間静水圧加圧法によって拡散接合した異種金属接合材
であって、純Ｔｉ若しくはＴｉ基合金製第１部材とＴａ
インサート材の間、または純Ｚｒ若しくはＺｒ基合金製
第１部材とＴａインサート材の間に、前者では25μｍ以
下、後者では15μｍ以下の反応相が存在するものである
点に要旨を有する異種金属接合材である。
発明とは、純Ｔｉ若しくはＴｉ基合金または純Ｚｒ若し
くはＺｒ基合金を第１部材とし、ステンレス鋼を第２部
材とし、両者間にＴａインサート材を介在させた状態で
熱間静水圧加圧法によって拡散接合した異種金属接合材
であって、純Ｔｉ若しくはＴｉ基合金製第１部材とＴａ
インサート材の間、または純Ｚｒ若しくはＺｒ基合金製
第１部材とＴａインサート材の間に、前者では25μｍ以
下、後者では15μｍ以下の反応相が存在するものである
点に要旨を有する異種金属接合材である。
【００１３】
【作用】Ｔａ材はＴｉやＴｉ基合金ばかりでなく、Ｚｒ
やＺｒ基合金のいずれとも全率固溶し、金属間化合物を
形成しないことが知られている。しかしながらＴａ材
は、ステンレス鋼中のＦｅ，Ｎｉ，Ｃｒとの金属間化合
物を形成することが懸念されており（例えば特開昭62-1
79877 号公報第２頁右下欄第１〜５行）、接合温度が高
くなればなる程その形成量が増加することが予想されて
いた。
やＺｒ基合金のいずれとも全率固溶し、金属間化合物を
形成しないことが知られている。しかしながらＴａ材
は、ステンレス鋼中のＦｅ，Ｎｉ，Ｃｒとの金属間化合
物を形成することが懸念されており（例えば特開昭62-1
79877 号公報第２頁右下欄第１〜５行）、接合温度が高
くなればなる程その形成量が増加することが予想されて
いた。
【００１４】ところが本発明者らが、Ｔａ材とオーステ
ナイト系ステンレス鋼を用いてこれらの間に形成される
金属間化合物の耐食性を検討したところ、意外にもその
接合部は極めて良好な耐食性を示すことを見出し、その
技術的意義が認められたので先に出願した（特願平2-15
6929号）。またこの技術では、耐食性のみならず良好な
機械的性質を得る為のＨＩＰ処理条件として、850 〜12
00℃，500 気圧以上，３分〜３時間等を提案している。
ナイト系ステンレス鋼を用いてこれらの間に形成される
金属間化合物の耐食性を検討したところ、意外にもその
接合部は極めて良好な耐食性を示すことを見出し、その
技術的意義が認められたので先に出願した（特願平2-15
6929号）。またこの技術では、耐食性のみならず良好な
機械的性質を得る為のＨＩＰ処理条件として、850 〜12
00℃，500 気圧以上，３分〜３時間等を提案している。
【００１５】本発明者らは、上記発明が完成された後
も、異種金属接合材の特性改善の為の要件について様々
な角度から検討を重ねてきた。本発明者らは、まずＴｉ
基合金（Ｔｉ−５％Ｔａ以下、％を省略する）とＳＵＳ
304L，純ＺｒとＳＵＳ304 Ｌの夫々の組合せにおいて、
Ｔａをインサート材として介在させて、ＨＩＰ処理温度
条件を800 〜1050℃まで変化させて接合材を製作し、得
られた接合材の接合界面を走査電子顕微鏡およびＥＰＭ
Ａ（2000倍）にて調査した。その結果、Ｔａインサート
材両面に形成される反応相厚さに関し、図１および図２
に示す様な関係が得られた。これらの結果から次の様に
考察できた。
も、異種金属接合材の特性改善の為の要件について様々
な角度から検討を重ねてきた。本発明者らは、まずＴｉ
基合金（Ｔｉ−５％Ｔａ以下、％を省略する）とＳＵＳ
304L，純ＺｒとＳＵＳ304 Ｌの夫々の組合せにおいて、
Ｔａをインサート材として介在させて、ＨＩＰ処理温度
条件を800 〜1050℃まで変化させて接合材を製作し、得
られた接合材の接合界面を走査電子顕微鏡およびＥＰＭ
Ａ（2000倍）にて調査した。その結果、Ｔａインサート
材両面に形成される反応相厚さに関し、図１および図２
に示す様な関係が得られた。これらの結果から次の様に
考察できた。
【００１６】即ち、Ｔｉ−５Ｔａ／ＳＵＳ304 Ｌ接合材
およびＺｒ／ＳＵＳ304 Ｌ接合材のいずれにおいても、
ＴａとＳＵＳ304 Ｌの接合界面では、ＨＩＰ処理温度が
900℃までは反応相の形成が認められないが、900 ℃を
超えると反応相が形成し始め、その反応厚さはＨＩＰ処
理温度が高くなるに従って増加する傾向がある。またＴ
ａとＴｉ−５Ｔａ、およびＴａとＺｒの夫々の界面にお
いては、ＨＩＰ処理温度が800 ℃までは反応相の形成は
認められないが、820 ℃を超えると反応相が形成し始
め、その反応相厚さはＨＩＰ処理温度が高くなるに従っ
て急激に増加している。
およびＺｒ／ＳＵＳ304 Ｌ接合材のいずれにおいても、
ＴａとＳＵＳ304 Ｌの接合界面では、ＨＩＰ処理温度が
900℃までは反応相の形成が認められないが、900 ℃を
超えると反応相が形成し始め、その反応厚さはＨＩＰ処
理温度が高くなるに従って増加する傾向がある。またＴ
ａとＴｉ−５Ｔａ、およびＴａとＺｒの夫々の界面にお
いては、ＨＩＰ処理温度が800 ℃までは反応相の形成は
認められないが、820 ℃を超えると反応相が形成し始
め、その反応相厚さはＨＩＰ処理温度が高くなるに従っ
て急激に増加している。
【００１７】ところでこれらの接合材は、製品として使
用される状況にもよるが、例えば管材として用いられ、
内部流体の温度が変化するという場合には、取り付け位
置周囲からの拘束による熱応力を繰返し受けるという変
動荷重を設計上考慮する必要がある。また拘束を受けな
い場合でも、構成部材相互間の熱膨張係数の相違によっ
て接合界面に同様な変動応力を受けることを考慮する必
要がある。純ＴｒやＴｉ基合金とＴａ、或は純ＺｒやＺ
ｒ基合金とＴａとの間に形成される反応相は、ＴｉとＴ
ａ，ＺｒとＴａが本来相互に全率固溶し、合金であって
も固溶体を形成し易い。しかしながらＴａとＳＵＳ304
Ｌの組合せの場合には、その接合界面の反応相中には金
属間化合物が多量に含まれていると考えねばならず、こ
の金属間化合物は脆弱であり、変動荷重下における疲労
破壊の起点となる恐れがある。
用される状況にもよるが、例えば管材として用いられ、
内部流体の温度が変化するという場合には、取り付け位
置周囲からの拘束による熱応力を繰返し受けるという変
動荷重を設計上考慮する必要がある。また拘束を受けな
い場合でも、構成部材相互間の熱膨張係数の相違によっ
て接合界面に同様な変動応力を受けることを考慮する必
要がある。純ＴｒやＴｉ基合金とＴａ、或は純ＺｒやＺ
ｒ基合金とＴａとの間に形成される反応相は、ＴｉとＴ
ａ，ＺｒとＴａが本来相互に全率固溶し、合金であって
も固溶体を形成し易い。しかしながらＴａとＳＵＳ304
Ｌの組合せの場合には、その接合界面の反応相中には金
属間化合物が多量に含まれていると考えねばならず、こ
の金属間化合物は脆弱であり、変動荷重下における疲労
破壊の起点となる恐れがある。
【００１８】本発明ではこうした観点に立ち、ＳＵＳ30
4 Ｌで代表されるオーステナイトステンレス鋼とＴａ材
との接合界面で反応相が認められない処理温度におけ
る、Ｔｉ−５ＴａとＴａの反応相厚さ（従って25μm 以
下）、またはＺｒとＴａの反応相厚さ（従って15μm 以
下）を本発明の必須要件と定めた（前記図１，２参
照）。従って本発明の異種金属接合材を製造するときの
ＨＩＰ処理温度の上限は900℃とするのが好ましい。ま
た処理温度の下限については、拡散接合に関し通常言わ
れている0.6Tm 近傍値（Tm; 接合される両者の絶対共晶
温度）、および接合強度を確保するにはＴｉ−５Ｔａ／
Ｔａ間やＺｒ／Ｔａ間にある程度の反応相がある方がよ
い等の点を考慮すれば、820 ℃とするのが好ましい（前
記図１，２参照）。
4 Ｌで代表されるオーステナイトステンレス鋼とＴａ材
との接合界面で反応相が認められない処理温度におけ
る、Ｔｉ−５ＴａとＴａの反応相厚さ（従って25μm 以
下）、またはＺｒとＴａの反応相厚さ（従って15μm 以
下）を本発明の必須要件と定めた（前記図１，２参
照）。従って本発明の異種金属接合材を製造するときの
ＨＩＰ処理温度の上限は900℃とするのが好ましい。ま
た処理温度の下限については、拡散接合に関し通常言わ
れている0.6Tm 近傍値（Tm; 接合される両者の絶対共晶
温度）、および接合強度を確保するにはＴｉ−５Ｔａ／
Ｔａ間やＺｒ／Ｔａ間にある程度の反応相がある方がよ
い等の点を考慮すれば、820 ℃とするのが好ましい（前
記図１，２参照）。
【００１９】本発明におけるＨＩＰ処理時の保持時間
は、金属間化合物の析出量をできるだけ少なくするとい
う観点から、できるだけ短時間で行なう必要がある。こ
うした観点から、保持時間の上限は３時間とするのが好
ましい。これに対し下限は、ＨＩＰ処理による接合を達
成する上で、少なくとも３分以上保持するのが良い。
は、金属間化合物の析出量をできるだけ少なくするとい
う観点から、できるだけ短時間で行なう必要がある。こ
うした観点から、保持時間の上限は３時間とするのが好
ましい。これに対し下限は、ＨＩＰ処理による接合を達
成する上で、少なくとも３分以上保持するのが良い。
【００２０】一方ＨＩＰ処理時の圧力は、予備試験結果
から500 気圧以上にすれば100 ％の接合率が得られるこ
とを確認しており、500 気圧以上が好ましい。尚本発明
でインサート材として用いるＴａ材の厚さについては、
ＨＩＰ条件によっても異なり、各部材の構成元素が他方
の部材まで拡散していくのを防止する厚さという点から
して、少なくとも反応相厚より厚くする必要があるが、
10μm以上とすることが推奨される。
から500 気圧以上にすれば100 ％の接合率が得られるこ
とを確認しており、500 気圧以上が好ましい。尚本発明
でインサート材として用いるＴａ材の厚さについては、
ＨＩＰ条件によっても異なり、各部材の構成元素が他方
の部材まで拡散していくのを防止する厚さという点から
して、少なくとも反応相厚より厚くする必要があるが、
10μm以上とすることが推奨される。
【００２１】以下本発明を実施例によって更に詳細に説
明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のもので
はなく、前・後記の趣旨に徴して設計変更することは、
いずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のもので
はなく、前・後記の趣旨に徴して設計変更することは、
いずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【００２２】
実施例１ 工業用純Ｔｉおよび純Ｚｒについて30mmφ×50mmの丸棒
試験片を用意し、これらを同形状のＳＵＳ304 Ｌ鋼と、
Ｔａ材を介在させてＨＩＰ接合した。このときのＨＩＰ
処理条件は、接合温度を820 〜1000℃で変化させ、加圧
力1000気圧または400 気圧，保持時間30分とした。得ら
れた接合材について、剪断試験片および耐食試験片を採
取し、接合部の剪断強度および耐食性を調査した。その
結果を表１に示す。
試験片を用意し、これらを同形状のＳＵＳ304 Ｌ鋼と、
Ｔａ材を介在させてＨＩＰ接合した。このときのＨＩＰ
処理条件は、接合温度を820 〜1000℃で変化させ、加圧
力1000気圧または400 気圧，保持時間30分とした。得ら
れた接合材について、剪断試験片および耐食試験片を採
取し、接合部の剪断強度および耐食性を調査した。その
結果を表１に示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】表１から明らかであるが、本発明で規定す
る要件を満足する接合材は、剪断強度及び耐食性のいず
れにおいても優れていることが分かる。 実施例２ 実施例１と同様にして作製した接合材から疲労試験片を
採取し、腐食環境下で疲労試験を行なった。その結果を
表２に示すが、本発明で規定する要件を満足する接合材
は、良好な疲労強度を有することが分かる。
る要件を満足する接合材は、剪断強度及び耐食性のいず
れにおいても優れていることが分かる。 実施例２ 実施例１と同様にして作製した接合材から疲労試験片を
採取し、腐食環境下で疲労試験を行なった。その結果を
表２に示すが、本発明で規定する要件を満足する接合材
は、良好な疲労強度を有することが分かる。
【００２５】
【表２】
【００２６】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、接
合部における耐食性および機械的強度の優れた異種金属
接合材が得られた。
合部における耐食性および機械的強度の優れた異種金属
接合材が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｔｉ−５Ｔａ／ＳＵＳ304 Ｌ接合材におけるＨ
ＩＰ処理温度と反応相厚さの関係を示すグラフである。
ＩＰ処理温度と反応相厚さの関係を示すグラフである。
【図２】Ｚｒ／ＳＵＳ304 Ｌ接合材におけるＨＩＰ処理
温度と反応相厚さの関係を示すグラフである。
温度と反応相厚さの関係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ２３Ｋ 103:18 (72)発明者 永井 崇之 茨城県那珂郡東海村大字村松４番地33 動 力炉・核燃料開発事業団 東海事業所内 (72)発明者 中村 茂樹 兵庫県揖保郡揖保川町片島874−86 (72)発明者 溝口 孝遠 兵庫県神戸市垂水区塩屋北町４−19−13 (72)発明者 井上 隆夫 兵庫県神戸市西区美賀多台１−４−１− 205
Claims (1)
- 【請求項１】 純Ｔｉ若しくはＴｉ基合金または純Ｚｒ
若しくはＺｒ基合金を第１部材とし、ステンレス鋼を第
２部材とし、両者間にＴａインサート材を介在させた状
態で熱間静水圧加圧法によって拡散接合した異種金属接
合材であって、純Ｔｉ若しくはＴｉ基合金製第１部材と
Ｔａインサート材の間、または純Ｚｒ若しくはＺｒ基合
金製第１部材とＴａインサート材の間に、前者では25μ
ｍ以下、後者では15μｍ以下の反応相が存在するもので
あることを特徴とする異種金属接合材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35228591A JPH05185250A (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | 異種金属接合材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35228591A JPH05185250A (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | 異種金属接合材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05185250A true JPH05185250A (ja) | 1993-07-27 |
Family
ID=18423023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35228591A Pending JPH05185250A (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | 異種金属接合材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05185250A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05185248A (ja) * | 1992-01-14 | 1993-07-27 | Power Reactor & Nuclear Fuel Dev Corp | 高強度・高耐食性配管用異種金属管継手の製造方法 |
| JPH05277759A (ja) * | 1992-03-24 | 1993-10-26 | Power Reactor & Nuclear Fuel Dev Corp | 高強度・高耐食性配管用異種金属管継手の製造方法 |
| JP2005014052A (ja) * | 2003-06-26 | 2005-01-20 | Japan Atom Energy Res Inst | 異種材の無溶解接合方法 |
| JP2012503551A (ja) * | 2008-09-24 | 2012-02-09 | スネクマ | 拡散溶接によるチタン部材および鋼部材の組み立て |
| CN104588811A (zh) * | 2014-12-02 | 2015-05-06 | 中国核动力研究设计院 | 一种核反应堆用锆合金与不锈钢钎焊连接工艺 |
| CN114101888A (zh) * | 2021-12-13 | 2022-03-01 | 中国核动力研究设计院 | 一种锆合金低温扩散连接方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01237086A (ja) * | 1988-03-17 | 1989-09-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 異材接合方法 |
| JPH01278978A (ja) * | 1988-05-02 | 1989-11-09 | Hitachi Ltd | 異種金属接合管の製造法 |
| JPH02104482A (ja) * | 1988-10-12 | 1990-04-17 | Hitachi Ltd | 高耐食性ステンレス鋼一チタン接合用管継手及びその製造法 |
| JPH02207985A (ja) * | 1989-02-07 | 1990-08-17 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高耐食性異材接合材およびその製造方法 |
| JPH0515984A (ja) * | 1991-03-26 | 1993-01-26 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 異材継手用クラツド材およびその製造方法 |
-
1991
- 1991-12-13 JP JP35228591A patent/JPH05185250A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01237086A (ja) * | 1988-03-17 | 1989-09-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 異材接合方法 |
| JPH01278978A (ja) * | 1988-05-02 | 1989-11-09 | Hitachi Ltd | 異種金属接合管の製造法 |
| JPH02104482A (ja) * | 1988-10-12 | 1990-04-17 | Hitachi Ltd | 高耐食性ステンレス鋼一チタン接合用管継手及びその製造法 |
| JPH02207985A (ja) * | 1989-02-07 | 1990-08-17 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高耐食性異材接合材およびその製造方法 |
| JPH0515984A (ja) * | 1991-03-26 | 1993-01-26 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 異材継手用クラツド材およびその製造方法 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05185248A (ja) * | 1992-01-14 | 1993-07-27 | Power Reactor & Nuclear Fuel Dev Corp | 高強度・高耐食性配管用異種金属管継手の製造方法 |
| JPH05277759A (ja) * | 1992-03-24 | 1993-10-26 | Power Reactor & Nuclear Fuel Dev Corp | 高強度・高耐食性配管用異種金属管継手の製造方法 |
| JP2005014052A (ja) * | 2003-06-26 | 2005-01-20 | Japan Atom Energy Res Inst | 異種材の無溶解接合方法 |
| JP4534008B2 (ja) * | 2003-06-26 | 2010-09-01 | 独立行政法人 日本原子力研究開発機構 | 異種材の無溶解接合方法 |
| JP2012503551A (ja) * | 2008-09-24 | 2012-02-09 | スネクマ | 拡散溶接によるチタン部材および鋼部材の組み立て |
| CN104588811A (zh) * | 2014-12-02 | 2015-05-06 | 中国核动力研究设计院 | 一种核反应堆用锆合金与不锈钢钎焊连接工艺 |
| CN104588811B (zh) * | 2014-12-02 | 2016-07-06 | 中国核动力研究设计院 | 一种核反应堆用锆合金与不锈钢钎焊连接工艺 |
| CN114101888A (zh) * | 2021-12-13 | 2022-03-01 | 中国核动力研究设计院 | 一种锆合金低温扩散连接方法 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980707 |