JPH05278158A - 金属−金属傾斜機能材料 - Google Patents
金属−金属傾斜機能材料Info
- Publication number
- JPH05278158A JPH05278158A JP7680592A JP7680592A JPH05278158A JP H05278158 A JPH05278158 A JP H05278158A JP 7680592 A JP7680592 A JP 7680592A JP 7680592 A JP7680592 A JP 7680592A JP H05278158 A JPH05278158 A JP H05278158A
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- Japan
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- metal
- metal layer
- solid solution
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 接合領域を連続的な組成変化をするようにす
ることによって、応力集中源を排して高応力負荷に耐え
る金属−金属接合材を提供する。 【構成】 相互に全率固溶する金属Ａ、Ｂにおいて、金
属Ａまたは金属Ａ基合金からなる第１金属層と、金属Ｂ
または金属Ｂ基合金からなる第２金属層とからなる接合
材であって、前記第１金属層と前記第２金属層との接合
部が第１金属成分と第２金属成分との連続した固溶率相
からなる。
ることによって、応力集中源を排して高応力負荷に耐え
る金属−金属接合材を提供する。 【構成】 相互に全率固溶する金属Ａ、Ｂにおいて、金
属Ａまたは金属Ａ基合金からなる第１金属層と、金属Ｂ
または金属Ｂ基合金からなる第２金属層とからなる接合
材であって、前記第１金属層と前記第２金属層との接合
部が第１金属成分と第２金属成分との連続した固溶率相
からなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高応力の負荷される接
合材に関し、特に高い温度落差場のある所に使用される
金属−金属傾斜機能材料、たとえば、高温炉用の熱隔壁
材や内壁面材として好適な金属−金属接合材に関する。
合材に関し、特に高い温度落差場のある所に使用される
金属−金属傾斜機能材料、たとえば、高温炉用の熱隔壁
材や内壁面材として好適な金属−金属接合材に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、２種の金属材料を接合するにあた
っては、ろう接、拡散接合などが行われている。しか
し、このような接合では、接合部に組織の不連続な界面
が生成し、この界面が応力負荷時に応力集中を起こし、
破壊の起点となる。
っては、ろう接、拡散接合などが行われている。しか
し、このような接合では、接合部に組織の不連続な界面
が生成し、この界面が応力負荷時に応力集中を起こし、
破壊の起点となる。
【０００３】たとえば、高温高強度材としては、超高温
の必要な面にはＷ、蓄熱部にはより軽量なＭｏを用いた
Ｗ−Ｍｏ接合材が用いられる。このＷ−Ｍｏ接合材はＷ
およびＭｏをＭｏペースト等でろう接、または拡散接合
しているが、高強度な拡散接合材においても、その固溶
領域は数μｍ〜１０数μｍ程度である。図２は、従来の
拡散接合における、Ｗ−Ｍｏ接合材の接合界面領域のＷ
とＭｏの組成の変化の様子を模式的に示すグラフであ
り、接合部界面領域（領域幅は約１０μｍ）において、
ＷおよびＭｏの組成が急激に変化している様子を示す。
このため、高い応力負荷時には、この界面に応力が集中
し、破壊の起点となる。
の必要な面にはＷ、蓄熱部にはより軽量なＭｏを用いた
Ｗ−Ｍｏ接合材が用いられる。このＷ−Ｍｏ接合材はＷ
およびＭｏをＭｏペースト等でろう接、または拡散接合
しているが、高強度な拡散接合材においても、その固溶
領域は数μｍ〜１０数μｍ程度である。図２は、従来の
拡散接合における、Ｗ−Ｍｏ接合材の接合界面領域のＷ
とＭｏの組成の変化の様子を模式的に示すグラフであ
り、接合部界面領域（領域幅は約１０μｍ）において、
ＷおよびＭｏの組成が急激に変化している様子を示す。
このため、高い応力負荷時には、この界面に応力が集中
し、破壊の起点となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の従来
技術の問題点を解決して、接合領域を連続的な組成変化
をするようにすることによって、応力集中源を排して高
応力負荷に耐える金属−金属接合材を提供することを目
的とする。
技術の問題点を解決して、接合領域を連続的な組成変化
をするようにすることによって、応力集中源を排して高
応力負荷に耐える金属−金属接合材を提供することを目
的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の金属−金属傾斜機能材料は、少なくとも
相互に全率固溶する金属Ａ、Ｂにおいて、金属Ａまたは
金属Ａ基合金からなる第１金属層と、金属Ｂまたは金属
Ｂ基合金からなる第２金属層とからなる接合材であっ
て、前記第１金属層と前記第２金属層との接合部が第１
金属成分と第２金属成分との連続した固溶率相からなる
こと、を特徴とするものである。
めに、本発明の金属−金属傾斜機能材料は、少なくとも
相互に全率固溶する金属Ａ、Ｂにおいて、金属Ａまたは
金属Ａ基合金からなる第１金属層と、金属Ｂまたは金属
Ｂ基合金からなる第２金属層とからなる接合材であっ
て、前記第１金属層と前記第２金属層との接合部が第１
金属成分と第２金属成分との連続した固溶率相からなる
こと、を特徴とするものである。
【０００６】前記連続した固溶率相の厚さは１５μｍ以
上であることが、好ましい。
上であることが、好ましい。
【０００７】前記第１金属層がＷまたはＷ合金からな
り、前記第２金属層がＭｏまたはＭｏ合金からなるもの
が、好ましい。
り、前記第２金属層がＭｏまたはＭｏ合金からなるもの
が、好ましい。
【０００８】発明の具体的説明 本発明の金属−金属傾斜機能材料は、少なくとも相互に
全率固溶する金属Ａ、Ｂにおいて、金属Ａまたは金属Ａ
基合金からなる第１金属層と、金属Ｂまたは金属Ｂ基合
金からなる第２金属層とからなる接合材である。ここ
で、相互に全率固溶するというのは、金属Ａと金属Ｂと
が、すべての割合で固溶できることである。このような
金属の組合わせとしては何ら特定されるものではない
が、Ｗ−Ｍｏ、などが挙げられる。また、金属Ａ基合金
としては、３〜１５重量％Ｒｅ−Ｗ、ＦｅドープＷなど
各種合金が挙げられる。金属Ｂ基合金としては、０．６
〜４重量％Ｔｉ−Ｍｏ、０．６〜４重量％Ｔｉ−０．３
〜２重量％Ｚｒ−Ｍｏなどの各種合金が挙げられる。
全率固溶する金属Ａ、Ｂにおいて、金属Ａまたは金属Ａ
基合金からなる第１金属層と、金属Ｂまたは金属Ｂ基合
金からなる第２金属層とからなる接合材である。ここ
で、相互に全率固溶するというのは、金属Ａと金属Ｂと
が、すべての割合で固溶できることである。このような
金属の組合わせとしては何ら特定されるものではない
が、Ｗ−Ｍｏ、などが挙げられる。また、金属Ａ基合金
としては、３〜１５重量％Ｒｅ−Ｗ、ＦｅドープＷなど
各種合金が挙げられる。金属Ｂ基合金としては、０．６
〜４重量％Ｔｉ−Ｍｏ、０．６〜４重量％Ｔｉ−０．３
〜２重量％Ｚｒ−Ｍｏなどの各種合金が挙げられる。
【０００９】本発明の金属−金属傾斜機能材料は、上記
のような第１金属層と第２金属層とからなる接合材であ
って、第１金属層と第２金属層との接合部が、第１金属
成分と第２金属成分との連続した固溶率相からなるもの
である。ここで、第１金属層と第２金属層との接合部
が、第１金属成分と第２金属成分との連続した固溶率相
からなるというのは、第１金属層から第２金属層へと、
その接合部の組成が、第１金属層の組成から第２金属層
の組成へと連続的に変化しており、接合部が実質的に不
連続な界面を形成していないことを意味する。
のような第１金属層と第２金属層とからなる接合材であ
って、第１金属層と第２金属層との接合部が、第１金属
成分と第２金属成分との連続した固溶率相からなるもの
である。ここで、第１金属層と第２金属層との接合部
が、第１金属成分と第２金属成分との連続した固溶率相
からなるというのは、第１金属層から第２金属層へと、
その接合部の組成が、第１金属層の組成から第２金属層
の組成へと連続的に変化しており、接合部が実質的に不
連続な界面を形成していないことを意味する。
【００１０】このような連続した固溶率相からなる領域
は、１５μｍ以上、好ましくは５０μｍ以上、さらに好
ましくは１００μｍ以上１０００μｍ程度までが好まし
い。領域幅が狭すぎると、実質的に界面が存在すること
と同じであって、応力集中源を排する効果を発揮するこ
とができない。上限は特に限定されるわけではないが、
傾斜組成の連続性の保証などの点から１０００μｍ程度
までが好ましい。
は、１５μｍ以上、好ましくは５０μｍ以上、さらに好
ましくは１００μｍ以上１０００μｍ程度までが好まし
い。領域幅が狭すぎると、実質的に界面が存在すること
と同じであって、応力集中源を排する効果を発揮するこ
とができない。上限は特に限定されるわけではないが、
傾斜組成の連続性の保証などの点から１０００μｍ程度
までが好ましい。
【００１１】図１は、一例として、Ｗ−Ｍｏ接合材の接
合部領域のＷとＭｏの組成の変化の様子を模式的に示す
グラフであり、接合部領域（領域幅は約１５０μｍ）に
おいて、ＷおよびＭｏの組成が緩やかに変化している様
子を示す。
合部領域のＷとＭｏの組成の変化の様子を模式的に示す
グラフであり、接合部領域（領域幅は約１５０μｍ）に
おいて、ＷおよびＭｏの組成が緩やかに変化している様
子を示す。
【００１２】このように、第１金属層と第２金属層との
接合領域を連続した組成とし界面不存在とすることによ
り、かつまた接合領域を広範囲とすることにより、負荷
応力を分散させて、接合領域にかかる局所応力を排除す
ることができる。また、接合領域を広範囲とすることに
より、第１金属層と第２金属層の各金属に依存する材料
特性上の接合部における変化率を小さくさせることがで
きる。従って、高温度落差等のよる高応力の負荷に耐え
る金属−金属接合材を得ることができる。
接合領域を連続した組成とし界面不存在とすることによ
り、かつまた接合領域を広範囲とすることにより、負荷
応力を分散させて、接合領域にかかる局所応力を排除す
ることができる。また、接合領域を広範囲とすることに
より、第１金属層と第２金属層の各金属に依存する材料
特性上の接合部における変化率を小さくさせることがで
きる。従って、高温度落差等のよる高応力の負荷に耐え
る金属−金属接合材を得ることができる。
【００１３】本発明においては２層のみに限らず、３層
以上の組合せにおいても可能である。
以上の組合せにおいても可能である。
【００１４】製造法 第１金属層と第２金属層との接合部が連続した固溶率相
からなる金属−金属傾斜機能材料の製造法の一例を示せ
ば、第１金属層を構成する金属（または合金）の粉末と
第２金属層を構成する金属（または合金）の粉末とを、
予備成形することなく積層した後、加圧成形し、その積
層体を焼結する。これにより、接合部に連続的に組成の
変化する傾斜組成層を作成することができる。
からなる金属−金属傾斜機能材料の製造法の一例を示せ
ば、第１金属層を構成する金属（または合金）の粉末と
第２金属層を構成する金属（または合金）の粉末とを、
予備成形することなく積層した後、加圧成形し、その積
層体を焼結する。これにより、接合部に連続的に組成の
変化する傾斜組成層を作成することができる。
【００１５】
【実施例】実施例１ １０ｗｔ％Ｒｅ−Ｗ合金粉末（平均粒径３μｍ）２５０
ｇ、０．５ｗｔ％Ｔｉ−０．８ｗｔ％Ｚｒ−Ｍｏ合金粉
末（平均粒径４μｍ）１０００ｇとを予備成形すること
なく積層した後、加圧成形し（成形圧５ton/ｃｍ2 ）、
Ａｒ雰囲気下、２２００℃で６時間焼結した。これによ
って、接合部に１００〜２００μｍの領域で全率固溶反
応によってＷとＭｏの組成が連続的に変化する傾斜組成
層が得られた。
ｇ、０．５ｗｔ％Ｔｉ−０．８ｗｔ％Ｚｒ−Ｍｏ合金粉
末（平均粒径４μｍ）１０００ｇとを予備成形すること
なく積層した後、加圧成形し（成形圧５ton/ｃｍ2 ）、
Ａｒ雰囲気下、２２００℃で６時間焼結した。これによ
って、接合部に１００〜２００μｍの領域で全率固溶反
応によってＷとＭｏの組成が連続的に変化する傾斜組成
層が得られた。
【００１６】このようにして得られた接合材（Ｒｅ−Ｗ
合金層厚：約２ｍｍ，Ｔｉ−Ｚｒ−Ｍｏ合金層厚：約１
０ｍｍ，直径：５０ｍｍ）を１５００℃で３０分間加熱
した後、鍛造を行なったところ圧下率７０％（厚さ約
３．６ｍｍ）の鍛造によっても、接合領域での破壊が発
生しなかった。
合金層厚：約２ｍｍ，Ｔｉ−Ｚｒ−Ｍｏ合金層厚：約１
０ｍｍ，直径：５０ｍｍ）を１５００℃で３０分間加熱
した後、鍛造を行なったところ圧下率７０％（厚さ約
３．６ｍｍ）の鍛造によっても、接合領域での破壊が発
生しなかった。
【００１７】また比較として、厚さ２ｍｍの１０ｗｔ％
Ｒｅ−Ｗ合金板および厚さ１０ｍｍの０．３ｗｔ％Ｔｉ
−０．８ｗｔ％Ｚｒ−Ｍｏ合金板をＭｏペーストを介
し、水素雰囲気中，１５８０℃，２時間，圧力５０ｋｇ
／ｃｍ2 で加圧接合し、従来の拡散接合材料（接合界面
領域幅約１０μｍ）を得た。この従来の拡散接合材料を
上記と同様の条件で鍛造を行なったところ、圧下率１０
％（厚さ約１１ｍｍ）の鍛造で接合界面での破壊が発生
した。
Ｒｅ−Ｗ合金板および厚さ１０ｍｍの０．３ｗｔ％Ｔｉ
−０．８ｗｔ％Ｚｒ−Ｍｏ合金板をＭｏペーストを介
し、水素雰囲気中，１５８０℃，２時間，圧力５０ｋｇ
／ｃｍ2 で加圧接合し、従来の拡散接合材料（接合界面
領域幅約１０μｍ）を得た。この従来の拡散接合材料を
上記と同様の条件で鍛造を行なったところ、圧下率１０
％（厚さ約１１ｍｍ）の鍛造で接合界面での破壊が発生
した。
【００１８】
【発明の効果】本発明の金属−金属傾斜機能材料によれ
ば、第１金属層と第２金属層との接合部が第１金属成分
と第２金属成分との連続した固溶率相からなるものとし
たので、応力集中源を排して高応力負荷に耐える金属−
金属接合材を得ることができる。
ば、第１金属層と第２金属層との接合部が第１金属成分
と第２金属成分との連続した固溶率相からなるものとし
たので、応力集中源を排して高応力負荷に耐える金属−
金属接合材を得ることができる。
【図１】本発明における、接合材の接合部領域のＷとＭ
ｏの組成の変化の様子を模式的に示すグラフ。
ｏの組成の変化の様子を模式的に示すグラフ。
【図２】従来の拡散接合における、Ｗ−Ｍｏ接合材の接
合部領域のＷとＭｏの組成の変化の様子を模式的に示す
グラフ。
合部領域のＷとＭｏの組成の変化の様子を模式的に示す
グラフ。
Claims (2)
- 【請求項１】少なくとも相互に全率固溶する金属Ａ、Ｂ
において、金属Ａまたは金属Ａ基合金からなる第１金属
層と、金属Ｂまたは金属Ｂ基合金からなる第２金属層と
からなる接合材であって、前記第１金属層と前記第２金
属層との接合部が第１金属成分と第２金属成分との連続
した固溶率相からなることを特徴とする、金属−金属傾
斜機能材料。 - 【請求項２】前記連続した固溶率相の厚さが１５μｍ以
上である、請求項１に記載の金属−金属傾斜機能材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7680592A JPH05278158A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 金属−金属傾斜機能材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7680592A JPH05278158A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 金属−金属傾斜機能材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05278158A true JPH05278158A (ja) | 1993-10-26 |
Family
ID=13615876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7680592A Pending JPH05278158A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 金属−金属傾斜機能材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05278158A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6328822B1 (en) | 1998-06-26 | 2001-12-11 | Kiyohito Ishida | Functionally graded alloy, use thereof and method for producing same |
| US7632237B2 (en) | 2003-03-18 | 2009-12-15 | Terumo Kabushiki Kaisha | Guide wire and method of manufacturing the guide wire |
-
1992
- 1992-03-31 JP JP7680592A patent/JPH05278158A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6328822B1 (en) | 1998-06-26 | 2001-12-11 | Kiyohito Ishida | Functionally graded alloy, use thereof and method for producing same |
| US6916386B2 (en) | 1998-06-26 | 2005-07-12 | Kiyohito Ishida | Core wire for a guide wire comprising a functionally graded alloy |
| US7632237B2 (en) | 2003-03-18 | 2009-12-15 | Terumo Kabushiki Kaisha | Guide wire and method of manufacturing the guide wire |
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