JPH0570911A - Ｎｉ基合金の熱処理方法 - Google Patents
Ｎｉ基合金の熱処理方法Info
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- JPH0570911A JPH0570911A JP23627991A JP23627991A JPH0570911A JP H0570911 A JPH0570911 A JP H0570911A JP 23627991 A JP23627991 A JP 23627991A JP 23627991 A JP23627991 A JP 23627991A JP H0570911 A JPH0570911 A JP H0570911A
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- Japan
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- heating
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Abstract
(57)【要約】
【目的】Ni−Cr−Fe−Nb系のNi基合金の熱処理に際し、
原子炉の炉心構造部材として要求される特性（良好な耐
食性、均一な結晶粒度、探傷用超音波の透過性など）を
十分に満足させることのできる熱処理方法を提供する。 【構成】重量％で、Ni：72％以上85％未満、Cr：14％以
上27％未満、Fe：10％以下、Nb：1.00〜2.00％を含有し
残部が不可避不純物であるNi基合金に対し、1120℃を超
え1150℃以下の温度域で加熱する第一段熱処理と、 900
℃を超え 980℃以下の温度域で均熱後急冷する第二段熱
処理とを行う。
原子炉の炉心構造部材として要求される特性（良好な耐
食性、均一な結晶粒度、探傷用超音波の透過性など）を
十分に満足させることのできる熱処理方法を提供する。 【構成】重量％で、Ni：72％以上85％未満、Cr：14％以
上27％未満、Fe：10％以下、Nb：1.00〜2.00％を含有し
残部が不可避不純物であるNi基合金に対し、1120℃を超
え1150℃以下の温度域で加熱する第一段熱処理と、 900
℃を超え 980℃以下の温度域で均熱後急冷する第二段熱
処理とを行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ni基合金（Ni−Cr−Fe
−Nb系合金）の大型鍛造圧延材の熱処理方法に関する。
−Nb系合金）の大型鍛造圧延材の熱処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、原子炉の炉心構造部材としては、
NCF 600 などのNi含有量の高いNi基合金が使用されてい
る。この材料は、高温水(300℃前後）中での耐食性が良
好であること、結晶粒度が均一であること、探傷試験用
超音波の透過性が良好であること、溶接性、加工性が良
好であること、などの性能が要求される。
NCF 600 などのNi含有量の高いNi基合金が使用されてい
る。この材料は、高温水(300℃前後）中での耐食性が良
好であること、結晶粒度が均一であること、探傷試験用
超音波の透過性が良好であること、溶接性、加工性が良
好であること、などの性能が要求される。
【０００３】これらの特性を十分に満足させるNi基合金
の大型鍛造圧延材を得るための熱処理方法として、例え
ば、特開昭50−106811号公報では、Ni−Cr−Fe合金に対
して二段熱処理を施す方法が提案されている。この方法
は、重量％で、Ni：50％以上、Cr：14％以上、Fe：10％
以下を含有するNi−Cr−Fe合金、あるいは、この合金に
さらにAl、Ti、Ｖ、Ｗ、Nb、Ta、Zrのうちから選んだ１
種または２種以上を合計で１％以下含有するNi−Cr−Fe
合金の大型鍛造圧延材の熱処理に際し、1080〜1120℃に
加熱する第一段処理と、 850〜900 ℃に均熱後急冷する
第二段処理を行う方法で、それによって材料の表面近傍
における粗大結晶粒の残存を防止することができ、上記
の諸特性を十分満足させることができるとしている。
の大型鍛造圧延材を得るための熱処理方法として、例え
ば、特開昭50−106811号公報では、Ni−Cr−Fe合金に対
して二段熱処理を施す方法が提案されている。この方法
は、重量％で、Ni：50％以上、Cr：14％以上、Fe：10％
以下を含有するNi−Cr−Fe合金、あるいは、この合金に
さらにAl、Ti、Ｖ、Ｗ、Nb、Ta、Zrのうちから選んだ１
種または２種以上を合計で１％以下含有するNi−Cr−Fe
合金の大型鍛造圧延材の熱処理に際し、1080〜1120℃に
加熱する第一段処理と、 850〜900 ℃に均熱後急冷する
第二段処理を行う方法で、それによって材料の表面近傍
における粗大結晶粒の残存を防止することができ、上記
の諸特性を十分満足させることができるとしている。
【０００４】しかし、Ni：72％以上85％未満、Cr：14％
以上27％未満、Fe：10％以下、Nb：1.00〜2.00％を含有
するNi基合金に対して上述のような二段熱処理を行って
も、材料の表面近傍における粗大粒を完全に消失させる
ことはできず、超音波探傷試験の際の超音波の透過性が
悪くなる。また、熱処理温度をあまり上げると耐力（降
伏点）が低下する。
以上27％未満、Fe：10％以下、Nb：1.00〜2.00％を含有
するNi基合金に対して上述のような二段熱処理を行って
も、材料の表面近傍における粗大粒を完全に消失させる
ことはできず、超音波探傷試験の際の超音波の透過性が
悪くなる。また、熱処理温度をあまり上げると耐力（降
伏点）が低下する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、Ni含有量が
高く、さらにNbを含有するNi−Cr−Fe−Nb系のNi基合金
の熱処理に際し、原子炉の炉心構造部材として要求され
る特性を十分に満足させることのできる熱処理方法を提
供することを目的とする。
高く、さらにNbを含有するNi−Cr−Fe−Nb系のNi基合金
の熱処理に際し、原子炉の炉心構造部材として要求され
る特性を十分に満足させることのできる熱処理方法を提
供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、「重量
％で、Ni：72％以上85％未満、Cr：14％以上27％未満、
Fe：10％以下、Nb：1.00〜2.00％を含有し残部が不可避
不純物であるNi基合金に対し、1120℃を超え1150℃以下
の温度域で加熱する第一段熱処理と、 900℃を超え 980
℃以下の温度域で均熱した後急冷する第二段熱処理とを
行うことを特徴とするNi基合金の熱処理方法」にある
（以下、％は重量％を意味する）。
％で、Ni：72％以上85％未満、Cr：14％以上27％未満、
Fe：10％以下、Nb：1.00〜2.00％を含有し残部が不可避
不純物であるNi基合金に対し、1120℃を超え1150℃以下
の温度域で加熱する第一段熱処理と、 900℃を超え 980
℃以下の温度域で均熱した後急冷する第二段熱処理とを
行うことを特徴とするNi基合金の熱処理方法」にある
（以下、％は重量％を意味する）。
【０００７】本発明が対象とするNi基合金とは、強度を
確保するためNbを含有させた上記の化学組成を有するNi
基合金の大型鍛造圧延材で、例えば、鍛造後のスラブを
熱間圧延により板厚 130〜30mm程度に仕上げた圧延材で
ある。
確保するためNbを含有させた上記の化学組成を有するNi
基合金の大型鍛造圧延材で、例えば、鍛造後のスラブを
熱間圧延により板厚 130〜30mm程度に仕上げた圧延材で
ある。
【０００８】
【作用】前記の鍛造後のNi基合金スラブは、熱間圧延の
際、スラブ表面の熱放散による温度低下のために再結晶
温度以下となり、熱間圧延のままでは、圧延材表面から
深さ10〜20mmの範囲に、凝固組織の一部または加工時に
生成した粗大粒がそのまま存在している。このため、一
般には、圧延材に対して固溶化処理と称する熱処理を行
い、組織の均一化を図っている。すなわち、熱間圧延の
ままで存在している粗大粒を一様な結晶組織にするた
め、例えば前記のような二段熱処理を行い、炉心構造部
材として要求される諸特性を確保する。一段目の熱処理
で完全に再結晶させ、二段目の熱処理で焼きなましを行
うのである。
際、スラブ表面の熱放散による温度低下のために再結晶
温度以下となり、熱間圧延のままでは、圧延材表面から
深さ10〜20mmの範囲に、凝固組織の一部または加工時に
生成した粗大粒がそのまま存在している。このため、一
般には、圧延材に対して固溶化処理と称する熱処理を行
い、組織の均一化を図っている。すなわち、熱間圧延の
ままで存在している粗大粒を一様な結晶組織にするた
め、例えば前記のような二段熱処理を行い、炉心構造部
材として要求される諸特性を確保する。一段目の熱処理
で完全に再結晶させ、二段目の熱処理で焼きなましを行
うのである。
【０００９】従来は、一段目の熱処理としては、1080〜
1120℃の温度範囲で加熱する処理を行い、二段目の熱処
理としては、 850〜900 ℃に加熱後急冷する処理を行う
のがよいとされており、この温度範囲を超えると耐力が
低下する。しかし、前記のように、本発明が対象とする
Ni基合金にこの温度範囲の熱処理を施しても粗大粒の残
存を完全に防止することはできず、探傷試験用超音波の
透過性がよくない。そこで、本発明方法においては、一
段目の熱処理温度を1120℃を超え1150℃以下とし、この
温度範囲で１時間以上均熱した後水冷する。加熱温度を
上記の温度範囲とするのは、1120℃以下では粗大粒が完
全に消失せず、一方、1150℃を超えると結晶粒が成長し
始めるからである。この場合は、対象とするNi基合金は
Nbを1.00〜2.00％含有しているので、高温でも耐力の低
下はほとんどない。
1120℃の温度範囲で加熱する処理を行い、二段目の熱処
理としては、 850〜900 ℃に加熱後急冷する処理を行う
のがよいとされており、この温度範囲を超えると耐力が
低下する。しかし、前記のように、本発明が対象とする
Ni基合金にこの温度範囲の熱処理を施しても粗大粒の残
存を完全に防止することはできず、探傷試験用超音波の
透過性がよくない。そこで、本発明方法においては、一
段目の熱処理温度を1120℃を超え1150℃以下とし、この
温度範囲で１時間以上均熱した後水冷する。加熱温度を
上記の温度範囲とするのは、1120℃以下では粗大粒が完
全に消失せず、一方、1150℃を超えると結晶粒が成長し
始めるからである。この場合は、対象とするNi基合金は
Nbを1.00〜2.00％含有しているので、高温でも耐力の低
下はほとんどない。
【００１０】本発明が対象とするNi基合金のスラブ（N
i:73.35％、Cr:16.51％、Fe：7.37％、Nb：1.86％、Ｃ:
0.030％、Si：0.26％、Mn：0.44％、その他不純物）を1
200℃で加熱し、仕上げ温度 900℃で厚さ50mmまで熱間
圧延した後、圧延のまま、1050℃、1100℃および1150℃
に加熱し、急冷した時のマクロ組織を調査した。図１
は、圧延のまま（(a) 図）および1150℃で加熱後急冷し
た場合（(b) 図）についてのマクロ組織のスケッチ図で
あるが、圧延のままの状態で存在している粗大粒が1150
℃で加熱することにより消失し、均一なマクロ組織を示
していることがわかる。図示していないが、1050℃およ
び1100℃で加熱した場合は粗大粒は完全には消失しなか
った。
i:73.35％、Cr:16.51％、Fe：7.37％、Nb：1.86％、Ｃ:
0.030％、Si：0.26％、Mn：0.44％、その他不純物）を1
200℃で加熱し、仕上げ温度 900℃で厚さ50mmまで熱間
圧延した後、圧延のまま、1050℃、1100℃および1150℃
に加熱し、急冷した時のマクロ組織を調査した。図１
は、圧延のまま（(a) 図）および1150℃で加熱後急冷し
た場合（(b) 図）についてのマクロ組織のスケッチ図で
あるが、圧延のままの状態で存在している粗大粒が1150
℃で加熱することにより消失し、均一なマクロ組織を示
していることがわかる。図示していないが、1050℃およ
び1100℃で加熱した場合は粗大粒は完全には消失しなか
った。
【００１１】表１は、前記のNi基合金を用い、温度を変
えて熱処理を行った場合の探傷用超音波の透過性の測定
結果を示したものであるが、第一段熱処理の温度が1100
℃以下では超音波の透過性が悪く、測定不可能である。
えて熱処理を行った場合の探傷用超音波の透過性の測定
結果を示したものであるが、第一段熱処理の温度が1100
℃以下では超音波の透過性が悪く、測定不可能である。
【００１２】
【表１】
【００１３】第二段の熱処理温度を 900℃を超え980 ℃
以下とするのは、 900℃以下では焼なましの効果が不十
分であり、 980℃を超えると耐食性が劣化するからであ
る。
以下とするのは、 900℃以下では焼なましの効果が不十
分であり、 980℃を超えると耐食性が劣化するからであ
る。
【００１４】表２は、前記のNi基合金を用い、温度を変
えて熱処理を行った後、JIS G 0572に規定された試験方
法に基づいて硫酸・硫酸第二鉄腐食試験を行った結果を
示す。この表から、一段目のみの熱処理では結晶の整粒
化が不十分であるため、腐食減量および侵食深さが大き
く、また、二段目の熱処理温度が1000℃の場合も耐食性
が劣化していることがわかる。
えて熱処理を行った後、JIS G 0572に規定された試験方
法に基づいて硫酸・硫酸第二鉄腐食試験を行った結果を
示す。この表から、一段目のみの熱処理では結晶の整粒
化が不十分であるため、腐食減量および侵食深さが大き
く、また、二段目の熱処理温度が1000℃の場合も耐食性
が劣化していることがわかる。
【００１５】
【表２】
【００１６】
【実施例】表３に示す化学組成を有するNi基合金スラブ
（厚さ 240mm）を熱間圧延により板厚61mmに仕上げ、本
発明方法で定める条件で二段熱処理を行った圧延材（表
４参照）について、常温引張試験、高温引張試験、ＵＳ
Ｔ（探傷用超音波の透過性試験）および腐食試験を行
い、材料が有する特性を調査した。なお、ＵＳＴは省令
81号で規定された方法に従って実施し（周波数５MHz 、
探傷感度R/B 1/4 ｔ、4.8 mmφ横穴を80％）、腐食試験
はJIS G 0572に規定された試験方法に基づいて実施し
た。
（厚さ 240mm）を熱間圧延により板厚61mmに仕上げ、本
発明方法で定める条件で二段熱処理を行った圧延材（表
４参照）について、常温引張試験、高温引張試験、ＵＳ
Ｔ（探傷用超音波の透過性試験）および腐食試験を行
い、材料が有する特性を調査した。なお、ＵＳＴは省令
81号で規定された方法に従って実施し（周波数５MHz 、
探傷感度R/B 1/4 ｔ、4.8 mmφ横穴を80％）、腐食試験
はJIS G 0572に規定された試験方法に基づいて実施し
た。
【００１７】結果を表５に示す。この結果から、本発明
の熱処理を施した材料は、従来の熱処理を施した材料に
比較して探傷用超音波の透過性や耐食性に優れ、原子炉
の炉心構造部材として十分な特性を有していることを確
認した。
の熱処理を施した材料は、従来の熱処理を施した材料に
比較して探傷用超音波の透過性や耐食性に優れ、原子炉
の炉心構造部材として十分な特性を有していることを確
認した。
【００１８】
【表３】
【００１９】
【表４】
【００２０】
【表５】
【００２１】
【発明の効果】Ni：72％以上 85 ％未満、Cr：14％以上
27％未満、Fe：10％以下、Nb：1.00〜2.00％を含有する
Ni基合金に本発明の二段熱処理を施せば、原子炉の炉心
構造部材として十分な特性を具備する優れた材料を得る
ことができる。この材料はNi基合金が用いられる他の用
途にももちろん使用することができる。
27％未満、Fe：10％以下、Nb：1.00〜2.00％を含有する
Ni基合金に本発明の二段熱処理を施せば、原子炉の炉心
構造部材として十分な特性を具備する優れた材料を得る
ことができる。この材料はNi基合金が用いられる他の用
途にももちろん使用することができる。
【図１】本発明方法が対象とするNi基合金の熱処理とマ
クロ組織の関係を示す図で、(a) は圧延のまま、(b) は
1150℃に加熱後急冷した場合である。
クロ組織の関係を示す図で、(a) は圧延のまま、(b) は
1150℃に加熱後急冷した場合である。
Claims (1)
- 【請求項１】重量％で、Ni：72％以上85％未満、Cr：14
％以上27％未満、Fe：10％以下、Nb：1.00〜2.00％を含
有し残部が不可避不純物であるNi基合金に対し、1120℃
を超え1150℃以下の温度域で加熱する第一段熱処理と、
900℃を超え 980℃以下の温度域で均熱した後急冷する
第二段熱処理とを行うことを特徴とするNi基合金の熱処
理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23627991A JPH0570911A (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | Ｎｉ基合金の熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23627991A JPH0570911A (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | Ｎｉ基合金の熱処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0570911A true JPH0570911A (ja) | 1993-03-23 |
Family
ID=16998436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23627991A Pending JPH0570911A (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | Ｎｉ基合金の熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0570911A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6666286B2 (en) | 2001-12-20 | 2003-12-23 | Goei Co., Ltd. | Fluid circulating apparatus for drill |
| JP4683712B2 (ja) * | 2000-12-06 | 2011-05-18 | 日本冶金工業株式会社 | 熱間加工性に優れたＮｉ基合金 |
-
1991
- 1991-09-17 JP JP23627991A patent/JPH0570911A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4683712B2 (ja) * | 2000-12-06 | 2011-05-18 | 日本冶金工業株式会社 | 熱間加工性に優れたＮｉ基合金 |
| US6666286B2 (en) | 2001-12-20 | 2003-12-23 | Goei Co., Ltd. | Fluid circulating apparatus for drill |
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