JPH0570903A - 高強度ニツケル基合金 - Google Patents
高強度ニツケル基合金Info
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- JPH0570903A JPH0570903A JP3261263A JP26126391A JPH0570903A JP H0570903 A JPH0570903 A JP H0570903A JP 3261263 A JP3261263 A JP 3261263A JP 26126391 A JP26126391 A JP 26126391A JP H0570903 A JPH0570903 A JP H0570903A
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Landscapes
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】高強度ニッケル基合金を提供することを目的と
する。 【構成】 一般式:NiaSibBcあるいはNia'Sib
BcXd(ただし、X:Fe、Mn、Cr、Ti、Zr、
Al、V、Mo、Nbの1又は2種以上、原子%で79
≦a≦89、5≦b≦14、6≦c≦15、0.5≦d
≦5、74≦a’≦87.5)である組成を有し、非晶
質相と結晶質相との混相からなり、均一に分散している
ものである。 【効果】 強度、硬度、伸び、ヤング率などの機械的特
性が優れたものであり、産業上の種々の分野に提供する
ことができる。
する。 【構成】 一般式:NiaSibBcあるいはNia'Sib
BcXd(ただし、X:Fe、Mn、Cr、Ti、Zr、
Al、V、Mo、Nbの1又は2種以上、原子%で79
≦a≦89、5≦b≦14、6≦c≦15、0.5≦d
≦5、74≦a’≦87.5)である組成を有し、非晶
質相と結晶質相との混相からなり、均一に分散している
ものである。 【効果】 強度、硬度、伸び、ヤング率などの機械的特
性が優れたものであり、産業上の種々の分野に提供する
ことができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、非晶質相に均一に結晶
質粒子を分散してなる高強度ニッケル基合金に関する。
質粒子を分散してなる高強度ニッケル基合金に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のニッケル合金としては、
特公昭55−19976号公報および特公昭59−35
417号公報に記載のものが知られている。いずれも非
晶質合金のユニークな特性を得るため、非晶質単相を狙
ったものである。
特公昭55−19976号公報および特公昭59−35
417号公報に記載のものが知られている。いずれも非
晶質合金のユニークな特性を得るため、非晶質単相を狙
ったものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
公昭55−19976号公報および特公昭59−354
17号公報に示されるニッケル基合金は、非晶質単相を
狙ったものであるため、非晶質相を強化し機械的特性
(特に、強度、延性)を向上させる点で改善の余地を残
している。
公昭55−19976号公報および特公昭59−354
17号公報に示されるニッケル基合金は、非晶質単相を
狙ったものであるため、非晶質相を強化し機械的特性
(特に、強度、延性)を向上させる点で改善の余地を残
している。
【0004】そこで、本発明は、結晶質粒子(FCC粒
子)を分散した非晶質相とすることにより、上記非晶質
単相合金よりもさらに強度の点で優れた特性を有する高
強度ニッケル基合金を提供することを目的とするもので
ある。
子)を分散した非晶質相とすることにより、上記非晶質
単相合金よりもさらに強度の点で優れた特性を有する高
強度ニッケル基合金を提供することを目的とするもので
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の第1発明は、一
般式:NiaSibBcで示され、a、b、cは原子パー
セントで79≦a≦89、5≦b≦14、6≦c≦15
である組成を有し、組織が非晶質相と結晶質相との混相
からなり、前記非晶質相に結晶質相を均一に分散してな
る高強度ニッケル基合金である。
般式:NiaSibBcで示され、a、b、cは原子パー
セントで79≦a≦89、5≦b≦14、6≦c≦15
である組成を有し、組織が非晶質相と結晶質相との混相
からなり、前記非晶質相に結晶質相を均一に分散してな
る高強度ニッケル基合金である。
【0006】なお、上記第1発明において、Siの範囲
を5〜14at%、Bの範囲を6〜15at%に、それ
ぞれ限定したのは、その範囲から外れると非晶質化しに
くくなり、液体急冷法などを利用した工業的な急冷手段
では、少なくとも非晶質相を有する合金を得ることがで
きない。また、Niの範囲を79〜89at%に限定し
たのは、この範囲内とすることにより、既存の例えば液
体急冷法などを利用した工業的な急冷手段により、直接
少なくとも非晶質相を含み、前記非晶質相に結晶質相を
均一に分散してなる合金が得られるためである。さらに
詳しく述べると、上記範囲内においてFCCのNiが析
出し、このFCC粒子が分散した非晶質相からなる合金
とすることができ、これによって非晶質相をFCC分散
粒子により、強化することができ、合金の強度を飛躍的
に向上させることができる。なお、上記Niの量が79
at%未満で非晶質単相とすることができ、これを特定
の温度で加熱することにより、結晶に分解することがで
きるが、このように加熱分解より非晶質相と結晶質相と
からなるものを作製した場合、FCCの結晶相と同時も
しくはこれより優先的にSiおよびBの化合物が析出
し、靭性が低下する。また、非晶質単相とすることがで
きる組成において、冷却速度を小さくすることによって
も非晶質相と結晶質相との混相からなるものが得られる
が冷却状態で固溶体相にならないとともに化合物粒子の
分散したものしか得られないため、靭性が低いものしか
得られない。
を5〜14at%、Bの範囲を6〜15at%に、それ
ぞれ限定したのは、その範囲から外れると非晶質化しに
くくなり、液体急冷法などを利用した工業的な急冷手段
では、少なくとも非晶質相を有する合金を得ることがで
きない。また、Niの範囲を79〜89at%に限定し
たのは、この範囲内とすることにより、既存の例えば液
体急冷法などを利用した工業的な急冷手段により、直接
少なくとも非晶質相を含み、前記非晶質相に結晶質相を
均一に分散してなる合金が得られるためである。さらに
詳しく述べると、上記範囲内においてFCCのNiが析
出し、このFCC粒子が分散した非晶質相からなる合金
とすることができ、これによって非晶質相をFCC分散
粒子により、強化することができ、合金の強度を飛躍的
に向上させることができる。なお、上記Niの量が79
at%未満で非晶質単相とすることができ、これを特定
の温度で加熱することにより、結晶に分解することがで
きるが、このように加熱分解より非晶質相と結晶質相と
からなるものを作製した場合、FCCの結晶相と同時も
しくはこれより優先的にSiおよびBの化合物が析出
し、靭性が低下する。また、非晶質単相とすることがで
きる組成において、冷却速度を小さくすることによって
も非晶質相と結晶質相との混相からなるものが得られる
が冷却状態で固溶体相にならないとともに化合物粒子の
分散したものしか得られないため、靭性が低いものしか
得られない。
【0007】本発明の第2発明は、一般式:Nia'Si
bBcXd(ただし、X:Fe、Mn、Cr、Ti、Z
r、Al、V、Mo、Nbから選ばれる1種もしくは2
種以上の元素、a’、b、c、dは原子パーセントで7
4≦a’≦87.5、5≦b≦14、6≦c≦15、
0.5≦d≦5)である組成を有し、組織が非晶質相と
結晶質相との混相からなり、前記非晶質相に結晶質相を
均一に分散してなる高強度ニッケル基合金である。
bBcXd(ただし、X:Fe、Mn、Cr、Ti、Z
r、Al、V、Mo、Nbから選ばれる1種もしくは2
種以上の元素、a’、b、c、dは原子パーセントで7
4≦a’≦87.5、5≦b≦14、6≦c≦15、
0.5≦d≦5)である組成を有し、組織が非晶質相と
結晶質相との混相からなり、前記非晶質相に結晶質相を
均一に分散してなる高強度ニッケル基合金である。
【0008】上記第2発明において、X元素はFe、M
n、Cr、Ti、Zr、Al、V、Mo、Nbから選ば
れる1種もしくは2種以上の元素であり、これらのX元
素は上記第1発明のNiと0.5〜5at%の範囲内で
置換でき、第1発明と同等の効果を奏する。また、上記
X元素を上記範囲内で添加することにより過飽和固溶体
のマトリックスおよび非晶質相の耐熱性を向上させるこ
とができる。なお、FCC分散による強化機構に対し、
有効な元素としては、上記X元素のうち特にCr、Z
r、Nbがある。これらの元素を少なくとも1種添加す
ることにより、より強度の向上が行なえる。
n、Cr、Ti、Zr、Al、V、Mo、Nbから選ば
れる1種もしくは2種以上の元素であり、これらのX元
素は上記第1発明のNiと0.5〜5at%の範囲内で
置換でき、第1発明と同等の効果を奏する。また、上記
X元素を上記範囲内で添加することにより過飽和固溶体
のマトリックスおよび非晶質相の耐熱性を向上させるこ
とができる。なお、FCC分散による強化機構に対し、
有効な元素としては、上記X元素のうち特にCr、Z
r、Nbがある。これらの元素を少なくとも1種添加す
ることにより、より強度の向上が行なえる。
【0009】本発明のニッケル基合金は、上記組成を有
する合金の溶湯を液体急冷法で急冷凝固することにより
得ることができる。この際の冷却速度は104〜106K
/secが特に有効である。
する合金の溶湯を液体急冷法で急冷凝固することにより
得ることができる。この際の冷却速度は104〜106K
/secが特に有効である。
【0010】
【実施例】以下、実施例に基づき本発明を具体的に説明
する。 実施例1 高周波溶解炉により所定の成分組成を有する溶融合金3
をつくり、これを図1に示す先端に小孔5(孔径:0.
5mm)を有する石英管1に装入し、加熱溶融した後、
その石英管1を銅製ロール2の直上に設置し、回転数3
000〜4500rpmの高速回転下、石英管1内の溶
融合金3をアルゴンガスの加圧下(0.7kg/c
m2)により石英管1の小孔5から噴射し、ロール2の
表面と接触させることにより急冷凝固させて合金薄帯4
を得る。
する。 実施例1 高周波溶解炉により所定の成分組成を有する溶融合金3
をつくり、これを図1に示す先端に小孔5(孔径:0.
5mm)を有する石英管1に装入し、加熱溶融した後、
その石英管1を銅製ロール2の直上に設置し、回転数3
000〜4500rpmの高速回転下、石英管1内の溶
融合金3をアルゴンガスの加圧下(0.7kg/c
m2)により石英管1の小孔5から噴射し、ロール2の
表面と接触させることにより急冷凝固させて合金薄帯4
を得る。
【0011】上記製造条件により図2のNi−Si−B
系の組成マップに示すように3元組成の合金薄帯を得
た。図2中に示した白抜きは非晶質単相であることを示
し、黒く塗り潰したものは結晶質単相であることを示
し、半白抜き(半分を黒く塗り潰したもの)は非晶質相
と結晶質相との混相を示し、前記混相は、非晶質相にF
CCからなる結晶質相が均一微細に分散したものであっ
た。
系の組成マップに示すように3元組成の合金薄帯を得
た。図2中に示した白抜きは非晶質単相であることを示
し、黒く塗り潰したものは結晶質単相であることを示
し、半白抜き(半分を黒く塗り潰したもの)は非晶質相
と結晶質相との混相を示し、前記混相は、非晶質相にF
CCからなる結晶質相が均一微細に分散したものであっ
た。
【0012】また、上記各供試薄帯につき、強度、伸
び、硬度、ヤング率の測定結果を図3および図4に示
す。図中、白抜きは非晶質単相を示し、黒く塗り潰した
ものは結晶質単相を示し、半白抜き(半分を黒く塗り潰
したもの)は非晶質相にFCCからなる結晶質相が均一
微細に分散した混相のものを示す。図3および図4より
本発明の合金組成で、かつ非晶質相にFCCからなる結
晶質相を分散させることにより、強度、伸び、硬度、ヤ
ング率に優れた特性を有する合金が得られていることが
分かる。
び、硬度、ヤング率の測定結果を図3および図4に示
す。図中、白抜きは非晶質単相を示し、黒く塗り潰した
ものは結晶質単相を示し、半白抜き(半分を黒く塗り潰
したもの)は非晶質相にFCCからなる結晶質相が均一
微細に分散した混相のものを示す。図3および図4より
本発明の合金組成で、かつ非晶質相にFCCからなる結
晶質相を分散させることにより、強度、伸び、硬度、ヤ
ング率に優れた特性を有する合金が得られていることが
分かる。
【0013】また、上記に示されるNi81Si10B9合
金についてX線回折の結果および顕微鏡組織写真を図5
および図6に示す。図5より、Niのみのピークしか現
れていないことが分かる。
金についてX線回折の結果および顕微鏡組織写真を図5
および図6に示す。図5より、Niのみのピークしか現
れていないことが分かる。
【0014】実施例2 実施例1と同様の方法で、表1に示す組成の合金薄帯を
得て、上記と同様に、強度、伸び、硬度、ヤング率を測
定した。この結果を表1に示す。
得て、上記と同様に、強度、伸び、硬度、ヤング率を測
定した。この結果を表1に示す。
【0015】◎
【表1】 表1より本発明の合金組成で、かつ非晶質相にFCCか
らなる結晶質相を微細に分散させることにより、強度、
伸び、ヤング率に優れた特性を有する合金が得られるこ
とができる。また、表1よりCr、Zr、Nbを添加す
ることにより、より上記特性に優れた合金が得られるこ
とが分かる。上記に示されるNi78.5Si9.7B8.8Cr
3合金についてX線回折の結果を図7に示す。図7よ
り、Niのみのピークしか現れていないことが分かる。
らなる結晶質相を微細に分散させることにより、強度、
伸び、ヤング率に優れた特性を有する合金が得られるこ
とができる。また、表1よりCr、Zr、Nbを添加す
ることにより、より上記特性に優れた合金が得られるこ
とが分かる。上記に示されるNi78.5Si9.7B8.8Cr
3合金についてX線回折の結果を図7に示す。図7よ
り、Niのみのピークしか現れていないことが分かる。
【0016】
【発明の効果】以上のように、本発明の高強度ニッケル
基合金は、非晶質相に均一微細に結晶質相を分散するこ
とにより、強度、硬度、伸び、ヤング率などの機械的特
性が優れたものであり、産業上の種々の分野に提供する
ことができる。
基合金は、非晶質相に均一微細に結晶質相を分散するこ
とにより、強度、硬度、伸び、ヤング率などの機械的特
性が優れたものであり、産業上の種々の分野に提供する
ことができる。
【図1】本発明の製造に適した装置の説明図である。
【図2】本発明のNi−Si−B系組成を示すグラフで
ある。
ある。
【図3】実施例の強度、伸びの測定結果を示すグラフで
ある。
ある。
【図4】実施例の硬度、ヤング率の測定結果を示すグラ
フである。
フである。
【図5】Ni81Si10B9合金のX線回折の結果を示す
グラフである。
グラフである。
【図6】Ni81Si10B9合金の金属組織を示す顕微鏡
写真である。
写真である。
【図7】Ni78.5Si9.7B8.8Cr3合金のX線回折の
結果を示すグラフである。
結果を示すグラフである。
1 石英管 2 銅製ロール 3 溶融合金 4 合金薄帯 5 小孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000006828 吉田工業株式会社 東京都千代田区神田和泉町1番地 (72)発明者 増本 健 宮城県仙台市青葉区上杉三丁目8番22号 (72)発明者 井上 明久 宮城県仙台市青葉区川内無番地川内住宅11 −806 (72)発明者 西山 信行 東京都中央区八重洲1−9−9帝国ピスト ンリング株式会社内 (72)発明者 柴田 利介 宮城県仙台市青葉区米ケ袋1丁目5番12号
Claims (3)
- 【請求項1】 一般式:NiaSibBcで示され、a、
b、cは原子パーセントで79≦a≦89、5≦b≦1
4、6≦c≦15である組成を有し、組織が非晶質相と
結晶質相との混相からなり、前記非晶質相に結晶質相を
均一に分散してなることを特徴とする高強度ニッケル基
合金。 - 【請求項2】 一般式:Nia'SibBcXd(ただし、
X:Fe、Mn、Cr、Ti、Zr、Al、V、Mo、
Nbから選ばれる1種もしくは2種以上の元素、a’、
b、c、dは原子パーセントで74≦a’≦87.5、
5≦b≦14、6≦c≦15、0.5≦d≦5)である
組成を有し、組織が非晶質相と結晶質相との混相からな
り、前記非晶質相に結晶質相を均一に分散してなること
を特徴とする高強度ニッケル基合金。 - 【請求項3】 上記請求項2記載の合金において、X元
素として少なくともCr、Zr、Nbを含んでいる高強
度ニッケル基合金。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3261263A JPH0570903A (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 高強度ニツケル基合金 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3261263A JPH0570903A (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 高強度ニツケル基合金 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0570903A true JPH0570903A (ja) | 1993-03-23 |
Family
ID=17359397
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3261263A Pending JPH0570903A (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 高強度ニツケル基合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0570903A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001031085A3 (en) * | 1999-10-26 | 2001-09-20 | Stuart Energy Sys Corp | Amorphous metal/metallic glass electrodes for electrochemical processes |
US6303015B1 (en) | 1994-06-17 | 2001-10-16 | Steven J. Thorpe | Amorphous metallic glass electrodes for electrochemical processes |
-
1991
- 1991-09-13 JP JP3261263A patent/JPH0570903A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6303015B1 (en) | 1994-06-17 | 2001-10-16 | Steven J. Thorpe | Amorphous metallic glass electrodes for electrochemical processes |
WO2001031085A3 (en) * | 1999-10-26 | 2001-09-20 | Stuart Energy Sys Corp | Amorphous metal/metallic glass electrodes for electrochemical processes |
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