JPH0578858A - 炭素鋼へのチタンクラツド法及びチタンクラツド鋼 - Google Patents
炭素鋼へのチタンクラツド法及びチタンクラツド鋼Info
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- JPH0578858A JPH0578858A JP19028291A JP19028291A JPH0578858A JP H0578858 A JPH0578858 A JP H0578858A JP 19028291 A JP19028291 A JP 19028291A JP 19028291 A JP19028291 A JP 19028291A JP H0578858 A JPH0578858 A JP H0578858A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 炭素鋼へのチタンクラッド法に係り、炭素鋼
特有の高強度、高靭性を生かしたまま、その表面に優れ
た耐食性を付与するものである。 【構成】 炭素鋼系母材表面に中間金属層を形成し、中
間金属層にこれを一体化状態に覆うチタンクラッド層を
レーザ照射によって焼成するものである。表面のチタン
クラッド層により優れた耐食性を得るとともに、中間金
属層の介在により、Ｆｅ−Ｔｉ合金の生成を抑制する。
特有の高強度、高靭性を生かしたまま、その表面に優れ
た耐食性を付与するものである。 【構成】 炭素鋼系母材表面に中間金属層を形成し、中
間金属層にこれを一体化状態に覆うチタンクラッド層を
レーザ照射によって焼成するものである。表面のチタン
クラッド層により優れた耐食性を得るとともに、中間金
属層の介在により、Ｆｅ−Ｔｉ合金の生成を抑制する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、炭素鋼へのチタンクラ
ッド法及びチタンクラッド鋼に係り、特に、高強度、高
靱性、耐環境安定性を得る技術に関するものである。
ッド法及びチタンクラッド鋼に係り、特に、高強度、高
靱性、耐環境安定性を得る技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】原子力発電関連プラント、火
力発電プラント、その他の各種エネルギ関連プラント、
化学プラント等には、高強度、高靭性を有する炭素鋼系
の鋼材等が使用されているが、耐食性の点で不十分であ
るために、耐食性が要求される場合には、構成材料全体
をステンレス鋼とする方法や、炭素鋼の表面にステンレ
ス鋼のクラッド処理を施す方法等が採用される。
力発電プラント、その他の各種エネルギ関連プラント、
化学プラント等には、高強度、高靭性を有する炭素鋼系
の鋼材等が使用されているが、耐食性の点で不十分であ
るために、耐食性が要求される場合には、構成材料全体
をステンレス鋼とする方法や、炭素鋼の表面にステンレ
ス鋼のクラッド処理を施す方法等が採用される。
【０００３】また、ステンレス鋼が本来有している以上
の耐食性が要求される場合の対応策として、特開平３−
６３１２８号公報の「耐食性ステンレス鋼」や、特開平
３−６４４８６号公報の「ステンレス鋼の耐食性改善方
法」が提案されている。これらの技術にあっては、ステ
ンレス鋼の表面にクロム系複合材からなるクラッド層を
形成して、酸等の腐食性流体環境での腐食を小さくする
ようにしている。
の耐食性が要求される場合の対応策として、特開平３−
６３１２８号公報の「耐食性ステンレス鋼」や、特開平
３−６４４８６号公報の「ステンレス鋼の耐食性改善方
法」が提案されている。これらの技術にあっては、ステ
ンレス鋼の表面にクロム系複合材からなるクラッド層を
形成して、酸等の腐食性流体環境での腐食を小さくする
ようにしている。
【０００４】さらに、耐食性及び摩耗性に加えて、海水
等による腐食性流体環境で使用される場合には、チタン
材料の適用が計画されているが、全体の構成材をチタン
のみによって構成すると、強度や靭性の点で不十分なも
のとなるとともに、経済性が損われるものとなる。
等による腐食性流体環境で使用される場合には、チタン
材料の適用が計画されているが、全体の構成材をチタン
のみによって構成すると、強度や靭性の点で不十分なも
のとなるとともに、経済性が損われるものとなる。
【０００５】一方、炭素鋼系材料にチタン材をクラッド
すると、耐食性や耐摩耗性の点で満足できるものが得ら
れると期待されるが、従来、炭素鋼の表面にチタン材を
溶着することはできないものとされている。つまり、炭
素鋼中のＦｅとＴｉとの異種金属相互の溶け込みに基づ
く合金の生成による金属組織の脆性化や、熱膨張係数の
差によって生じる熱応力のために、被覆部分が剥がれ易
くなり、実用に適さないものとされている。
すると、耐食性や耐摩耗性の点で満足できるものが得ら
れると期待されるが、従来、炭素鋼の表面にチタン材を
溶着することはできないものとされている。つまり、炭
素鋼中のＦｅとＴｉとの異種金属相互の溶け込みに基づ
く合金の生成による金属組織の脆性化や、熱膨張係数の
差によって生じる熱応力のために、被覆部分が剥がれ易
くなり、実用に適さないものとされている。
【０００６】本発明は上記事情に鑑みて提案されたもの
で、(１)炭素鋼本来の高強度を生かして複合材料の強度
を向上させること。(２)耐食性の向上を図り、かつ、そ
の環境安定性を得ること等を目的とするものである。
で、(１)炭素鋼本来の高強度を生かして複合材料の強度
を向上させること。(２)耐食性の向上を図り、かつ、そ
の環境安定性を得ること等を目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、二つの手段を提案している。第１の手段
は、炭素鋼へのチタンクラッド法に係り、炭素鋼系母材
表面に、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍ
ｎ，Ａｌの一つまたはこれらを主成分とする合金を溶着
して中間金属層を形成し、該中間金属層の上にチタンを
主成分とする粉末を塗布するとともに、チタン粉末をレ
ーザ照射によって溶着してチタンクラッド層を形成する
ようにしている。第２の手段は、チタンクラッド鋼に係
り、炭素鋼系母材表面に、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｚ
ｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｎ，Ａｌの一つまたはこれらを主成
分とする合金を溶着した中間金属層と、該中間金属層に
これを一体化状態に覆うチタンクラッド層とを形成して
なるものとしている。
め、本発明は、二つの手段を提案している。第１の手段
は、炭素鋼へのチタンクラッド法に係り、炭素鋼系母材
表面に、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍ
ｎ，Ａｌの一つまたはこれらを主成分とする合金を溶着
して中間金属層を形成し、該中間金属層の上にチタンを
主成分とする粉末を塗布するとともに、チタン粉末をレ
ーザ照射によって溶着してチタンクラッド層を形成する
ようにしている。第２の手段は、チタンクラッド鋼に係
り、炭素鋼系母材表面に、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｚ
ｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｎ，Ａｌの一つまたはこれらを主成
分とする合金を溶着した中間金属層と、該中間金属層に
これを一体化状態に覆うチタンクラッド層とを形成して
なるものとしている。
【０００８】
【作用】第１の手段及び第２の手段にあって、炭素鋼系
母材表面に中間金属層を形成すると、その境界近傍に異
種金属相互の溶け込みに基づく合金が生成されるもの
の、中間金属層の表面側には、中間金属層の金属組成が
そのまま残される。また、中間金属層の上にチタンクラ
ッド層を形成した場合も、境界近傍には異種金属相互の
溶け込みに基づく合金が生成されることになるが、中間
金属層の金属材を選定することによって、Ｔｉ−Ｃ合金
やＴｉ−Ｆｅ合金の生成が抑制され、合金部分の金属組
織の脆性低下が防止される。そして、チタンクラッド層
の形成時に、中間金属層の極表面層のみをレーザで溶融
させることにより、境界近傍での合金の生成領域が小さ
くなり、かつ、チタンクラッド層の表面側には、チタン
の金属組成がそのまま残されることによって、炭素鋼に
チタンの優れた耐食性が付与される。
母材表面に中間金属層を形成すると、その境界近傍に異
種金属相互の溶け込みに基づく合金が生成されるもの
の、中間金属層の表面側には、中間金属層の金属組成が
そのまま残される。また、中間金属層の上にチタンクラ
ッド層を形成した場合も、境界近傍には異種金属相互の
溶け込みに基づく合金が生成されることになるが、中間
金属層の金属材を選定することによって、Ｔｉ−Ｃ合金
やＴｉ−Ｆｅ合金の生成が抑制され、合金部分の金属組
織の脆性低下が防止される。そして、チタンクラッド層
の形成時に、中間金属層の極表面層のみをレーザで溶融
させることにより、境界近傍での合金の生成領域が小さ
くなり、かつ、チタンクラッド層の表面側には、チタン
の金属組成がそのまま残されることによって、炭素鋼に
チタンの優れた耐食性が付与される。
【０００９】
【実施例】本発明に係る炭素鋼へのチタンクラッド法及
びチタンクラッド鋼の一実施例について、図１ないし図
４を参照しながら説明する。なお、図１はチタンクラッ
ド処理された状態の炭素鋼（チタンクラッド鋼）、図２
は中間金属層の形成状況、図３はチタンクラッド層の形
成状況を示しており、図中、符号１は炭素鋼系母材１、
２は中間金属層、３はチタンクラッド層、Ｌはレーザビ
ームである。
びチタンクラッド鋼の一実施例について、図１ないし図
４を参照しながら説明する。なお、図１はチタンクラッ
ド処理された状態の炭素鋼（チタンクラッド鋼）、図２
は中間金属層の形成状況、図３はチタンクラッド層の形
成状況を示しており、図中、符号１は炭素鋼系母材１、
２は中間金属層、３はチタンクラッド層、Ｌはレーザビ
ームである。
【００１０】該一実施例では、炭素鋼系母材１として、
圧力容器用調質型合金鋼（ＳＦＶＱ−１Ａ材）を適用対
象とした。炭素鋼系母材１の表面に、製造時あるいはそ
の後の加工に基づく傷等によって凹凸が残されている場
合には、機械加工や表面研磨加工等によって、例えば仕
上げ記号▽▽▽程度の精度（１．５〜６Ｓ）の平滑状態
に整面加工を施し、平滑化した表面について油脂分、酸
化スケール等を有機溶剤または酸洗い等により除去して
おく。
圧力容器用調質型合金鋼（ＳＦＶＱ−１Ａ材）を適用対
象とした。炭素鋼系母材１の表面に、製造時あるいはそ
の後の加工に基づく傷等によって凹凸が残されている場
合には、機械加工や表面研磨加工等によって、例えば仕
上げ記号▽▽▽程度の精度（１．５〜６Ｓ）の平滑状態
に整面加工を施し、平滑化した表面について油脂分、酸
化スケール等を有機溶剤または酸洗い等により除去して
おく。
【００１１】＜中間金属層用塗膜の形成工程＞中間金属
層２を形成するための主材料として、例えば純Ｎｉ粉末
を用意する。また、純Ｎｉ粉末を保持するためのバイン
ダとして、有機溶剤系の塗料等を用意する。このバイン
ダに要求される性能は、レーザビームの照射時に蒸発ま
たは分解して、中間金属層２の中に残存しないことと、
レーザビームから若干離間した位置において金属粉末を
炭素鋼系母材１の表面に保持する耐熱性を有することと
である。また、素材の水素割れを防止するために、水素
成分が少ないものがよい。例えばＣが４７．６重量％、
Ｈが６．５重量％、Ｏが２８．６重量％、Ｃｒが１７．
３重量％の組成を有するものが適用される。これらの純
Ｎｉ粉末及びバインダからなる中間金属層用塗料を、図
２に示すように、炭素鋼系母材１の表面上に塗布し、自
然乾燥または強制乾燥させる等によって、中間金属層用
塗膜２ａを形成する。この場合の中間金属層用塗膜２ａ
の厚さは、例えば約０．５ｍｍとされる。
層２を形成するための主材料として、例えば純Ｎｉ粉末
を用意する。また、純Ｎｉ粉末を保持するためのバイン
ダとして、有機溶剤系の塗料等を用意する。このバイン
ダに要求される性能は、レーザビームの照射時に蒸発ま
たは分解して、中間金属層２の中に残存しないことと、
レーザビームから若干離間した位置において金属粉末を
炭素鋼系母材１の表面に保持する耐熱性を有することと
である。また、素材の水素割れを防止するために、水素
成分が少ないものがよい。例えばＣが４７．６重量％、
Ｈが６．５重量％、Ｏが２８．６重量％、Ｃｒが１７．
３重量％の組成を有するものが適用される。これらの純
Ｎｉ粉末及びバインダからなる中間金属層用塗料を、図
２に示すように、炭素鋼系母材１の表面上に塗布し、自
然乾燥または強制乾燥させる等によって、中間金属層用
塗膜２ａを形成する。この場合の中間金属層用塗膜２ａ
の厚さは、例えば約０．５ｍｍとされる。
【００１２】＜中間金属層の焼成工程＞図２に示すよう
に、例えばＣＯ2レーザを利用したレーザビームＬによ
って、中間金属層用塗膜２ａを大気中雰囲気で加熱し
て、中間金属層用塗膜２ａを溶解させる。この場合に、
炭素鋼系母材１の一部が溶融することによって、炭素鋼
系母材１と中間金属層用塗膜２ａとの両方の溶融部分が
一部混合するものの、その表面近傍がＮｉ成分となる中
間金属層２が形成される。ＣＯ2 レーザによる焼成処理
は、出力３ＫＷ、レーザビームＬの移動速度５ｍｍ／
秒、レンズの焦点距離３０４．８ｍｍ、レンズの焦点外
し距離１５ｍｍで実施した。
に、例えばＣＯ2レーザを利用したレーザビームＬによ
って、中間金属層用塗膜２ａを大気中雰囲気で加熱し
て、中間金属層用塗膜２ａを溶解させる。この場合に、
炭素鋼系母材１の一部が溶融することによって、炭素鋼
系母材１と中間金属層用塗膜２ａとの両方の溶融部分が
一部混合するものの、その表面近傍がＮｉ成分となる中
間金属層２が形成される。ＣＯ2 レーザによる焼成処理
は、出力３ＫＷ、レーザビームＬの移動速度５ｍｍ／
秒、レンズの焦点距離３０４．８ｍｍ、レンズの焦点外
し距離１５ｍｍで実施した。
【００１３】＜中間金属層の繰り返し焼成＞前述した中
間金属層用塗膜の形成工程と中間金属層の焼成工程とを
２回繰り返すことによって、約０．６ｍｍの中間金属層
２を形成した。
間金属層用塗膜の形成工程と中間金属層の焼成工程とを
２回繰り返すことによって、約０．６ｍｍの中間金属層
２を形成した。
【００１４】＜クラッド用塗膜の形成工程＞チタンクラ
ッド層３を形成するための主材料として、純Ｔｉ粉末を
用意し、また、純Ｔｉ粉末を保持するためのバインダと
して、前述したバインダを用意する。これらの純Ｔｉ粉
末及びバインダからなるチタンクラッド層用塗料を、図
３に示すように、中間金属層２の上に塗布し、自然乾燥
または強制乾燥させる等によって、クラッド用塗膜３ａ
を形成する。この場合のクラッド用塗膜３ａの厚さは、
例えば約０．５ｍｍとされる。
ッド層３を形成するための主材料として、純Ｔｉ粉末を
用意し、また、純Ｔｉ粉末を保持するためのバインダと
して、前述したバインダを用意する。これらの純Ｔｉ粉
末及びバインダからなるチタンクラッド層用塗料を、図
３に示すように、中間金属層２の上に塗布し、自然乾燥
または強制乾燥させる等によって、クラッド用塗膜３ａ
を形成する。この場合のクラッド用塗膜３ａの厚さは、
例えば約０．５ｍｍとされる。
【００１５】＜チタンクラッド層の形成工程＞図３に示
すように、前述の場合と同様に、ＣＯ2 レーザを利用し
たレーザビームＬによって、クラッド用塗膜３ａを大気
中雰囲気で加熱して、クラッド用塗膜３ａを溶解させ
る。この場合に、中間金属層２の表面の一部が溶融する
ことによって、中間金属層２とクラッド用塗膜３ａとの
両方の溶融部分が一部混合するものの、その表面近傍が
Ｔｉ成分となるチタンクラッド層３が形成される。ＣＯ
2 レーザによる焼成処理は、出力１．７ＫＷ、レーザビ
ームＬの移動速度０．６ｍｍ／秒、レンズの焦点距離３
０４．８ｍｍ、レンズの焦点外し距離１５ｍｍで実施し
た。
すように、前述の場合と同様に、ＣＯ2 レーザを利用し
たレーザビームＬによって、クラッド用塗膜３ａを大気
中雰囲気で加熱して、クラッド用塗膜３ａを溶解させ
る。この場合に、中間金属層２の表面の一部が溶融する
ことによって、中間金属層２とクラッド用塗膜３ａとの
両方の溶融部分が一部混合するものの、その表面近傍が
Ｔｉ成分となるチタンクラッド層３が形成される。ＣＯ
2 レーザによる焼成処理は、出力１．７ＫＷ、レーザビ
ームＬの移動速度０．６ｍｍ／秒、レンズの焦点距離３
０４．８ｍｍ、レンズの焦点外し距離１５ｍｍで実施し
た。
【００１６】＜チタンクラッド層の繰り返し焼成＞前述
したクラッド用塗膜の形成工程とチタンクラッド層の形
成工程とを４回繰り返すことによって、約１．１ｍｍの
チタンクラッド層３を形成した。
したクラッド用塗膜の形成工程とチタンクラッド層の形
成工程とを４回繰り返すことによって、約１．１ｍｍの
チタンクラッド層３を形成した。
【００１７】＜チタンクラッド層の形成後の状態＞この
ようにチタンクラッド層３を形成することによって、図
１に示すチタンクラッド鋼が形成され、チタンの優れた
耐食性に基づいて、炭素鋼系母材１の表面に耐食性を付
与したものとなるが、図１に示すように、炭素鋼系母材
１と中間金属層２との間には、その境界Ｘを越えて両者
の合金であるＮｉ−Ｆｅ層が生成され、また、中間金属
層２とチタンクラッド層３との間には、その境界Ｙを越
えて両者の合金であるＴｉ−Ｎｉ層が生成される。これ
ら各層の寸法は、おおよそＮｉ−Ｆｅ層が０．２ｍｍ、
Ｎｉ層が０．５ｍｍ、Ｔｉ−Ｎｉ層が０．３ｍｍ、Ｔｉ
層が０．８ｍｍであった。しかし、これらのＮｉ−Ｆｅ
合金、Ｔｉ−Ｎｉ合金は、例えば鉄・チタン合金と比較
して靭性が大きく、この合金部分が脆くなることが少な
い。
ようにチタンクラッド層３を形成することによって、図
１に示すチタンクラッド鋼が形成され、チタンの優れた
耐食性に基づいて、炭素鋼系母材１の表面に耐食性を付
与したものとなるが、図１に示すように、炭素鋼系母材
１と中間金属層２との間には、その境界Ｘを越えて両者
の合金であるＮｉ−Ｆｅ層が生成され、また、中間金属
層２とチタンクラッド層３との間には、その境界Ｙを越
えて両者の合金であるＴｉ−Ｎｉ層が生成される。これ
ら各層の寸法は、おおよそＮｉ−Ｆｅ層が０．２ｍｍ、
Ｎｉ層が０．５ｍｍ、Ｔｉ−Ｎｉ層が０．３ｍｍ、Ｔｉ
層が０．８ｍｍであった。しかし、これらのＮｉ−Ｆｅ
合金、Ｔｉ−Ｎｉ合金は、例えば鉄・チタン合金と比較
して靭性が大きく、この合金部分が脆くなることが少な
い。
【００１８】＜ＥＰＭＡ線分析結果＞図４はＥＰＭＡ
（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｒｏｖｅ Ｍｉｃｒｏ Ａｎａ
ｌｙｓｉｓの略）、波長分散型Ｘ線分光法による分析結
果を示すものである。該図４においては、Ｘ線の強度が
元素によって異なるため、高さを揃えて表示してあり、
縦軸は絶対値を示すものではないが、母材、Ｎｉ層、Ｔ
ｉ層の境界近傍で主として隣り合う金属の一部が混合し
ている状態と、Ｆｅの一部がＮｉ層の中に入り込んでい
る状態と、Ｎｉの一部がＴｉ層の中に入り込んでいる状
態とが現われている。しかし、Ｔｉ層の中にはＦｅが入
り込んでいない。
（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｒｏｖｅ Ｍｉｃｒｏ Ａｎａ
ｌｙｓｉｓの略）、波長分散型Ｘ線分光法による分析結
果を示すものである。該図４においては、Ｘ線の強度が
元素によって異なるため、高さを揃えて表示してあり、
縦軸は絶対値を示すものではないが、母材、Ｎｉ層、Ｔ
ｉ層の境界近傍で主として隣り合う金属の一部が混合し
ている状態と、Ｆｅの一部がＮｉ層の中に入り込んでい
る状態と、Ｎｉの一部がＴｉ層の中に入り込んでいる状
態とが現われている。しかし、Ｔｉ層の中にはＦｅが入
り込んでいない。
【００１９】＜適正施工条件について＞図５及び図６
は、レーザ出力と加工速度との加工条件を変化させた場
合において、中間金属層を介在させた状態のチタンクラ
ッド層形成時と、中間金属層を介在させなかった状態の
チタンクラッド層形成時とを、チタンクラッド層の外観
状態によって評価したするものである。したがって、内
部の金属組織の状態（特にＴｉ−Ｆｅ合金生成の有無）
の評価を直接行なうものではない。また、図５及び図６
において、 〇は欠陥なし、外観上表面が滑らかで金属組織が緻密で
あるもの、 △は部分溶融、外観上表面に凹凸が生じているが、金属
組織が緻密で実用上差し支えないもの、 ●はブロー発生、金属組織中に数１０μｍ程度のブロー
ホールが発生して使用不可状態のもの、 ×は割れ発生、金属組織中に割れが発生して使用不可状
態のもの をそれぞれ意味している。 Ｎｉを中間金属層として使用している図５によると、〇
印及び△印で表わされているように、レーザ出力範囲と
加工速度とが図６と比較して大きく、作業性の点で優れ
ていることが明らかである。また、中間金属層を使用し
ない場合には、Ｔｉ−Ｆｅ合金が容易に生成されること
が予測されるので、この点に鑑みても、図５に示す本発
明の優位性が明らかである。
は、レーザ出力と加工速度との加工条件を変化させた場
合において、中間金属層を介在させた状態のチタンクラ
ッド層形成時と、中間金属層を介在させなかった状態の
チタンクラッド層形成時とを、チタンクラッド層の外観
状態によって評価したするものである。したがって、内
部の金属組織の状態（特にＴｉ−Ｆｅ合金生成の有無）
の評価を直接行なうものではない。また、図５及び図６
において、 〇は欠陥なし、外観上表面が滑らかで金属組織が緻密で
あるもの、 △は部分溶融、外観上表面に凹凸が生じているが、金属
組織が緻密で実用上差し支えないもの、 ●はブロー発生、金属組織中に数１０μｍ程度のブロー
ホールが発生して使用不可状態のもの、 ×は割れ発生、金属組織中に割れが発生して使用不可状
態のもの をそれぞれ意味している。 Ｎｉを中間金属層として使用している図５によると、〇
印及び△印で表わされているように、レーザ出力範囲と
加工速度とが図６と比較して大きく、作業性の点で優れ
ていることが明らかである。また、中間金属層を使用し
ない場合には、Ｔｉ−Ｆｅ合金が容易に生成されること
が予測されるので、この点に鑑みても、図５に示す本発
明の優位性が明らかである。
【００２０】＜他の実施態様＞本発明にあっては、次の
技術を包含するものである。 炭素鋼系母材には、一般の炭素鋼や低合金鋼を含
み、かつこの母材が容器や配管その他構造物の接続部分
に多用されるフランジ面等であること。 中間金属層を形成するための金属材として、Ｎｉ以
外のＣｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｎ，Ａｌの
一つまたはこれらを主成分とする合金を使用すること
（比較資料の掲載を省略した）。
技術を包含するものである。 炭素鋼系母材には、一般の炭素鋼や低合金鋼を含
み、かつこの母材が容器や配管その他構造物の接続部分
に多用されるフランジ面等であること。 中間金属層を形成するための金属材として、Ｎｉ以
外のＣｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｎ，Ａｌの
一つまたはこれらを主成分とする合金を使用すること
（比較資料の掲載を省略した）。
【００２１】
【発明の効果】本発明に係る炭素鋼へのチタンクラッド
法及びチタンクラッド鋼によれば、炭素鋼系母材表面に
中間金属層を形成し、該中間金属層にこれを一体化状態
に覆うチタンクラッド層とを形成するものとしているか
ら、以下のような効果を奏する。 （１） 炭素鋼本来の高強度、高靭性を生かしたまま、
その表面にチタンクラッド層に基づく優れた耐食性を付
与することができる。 （２） チタンクラッド層をレーザで焼成する際に、中
間金属層についてはその極表面層が溶融状態となり、異
種金属の境界近傍での合金の生成領域が小さくなり、か
つ、チタンクラッド層の表面側に、チタンの金属組成が
多く残されることによって優れた耐食性と環境安定性と
を得ることができる。 （３） 中間金属層を介在させることによって、従来不
可能視されていた炭素鋼表面へのチタンクラッド形成を
欠陥を発生させることなく容易に実施することができ
る。
法及びチタンクラッド鋼によれば、炭素鋼系母材表面に
中間金属層を形成し、該中間金属層にこれを一体化状態
に覆うチタンクラッド層とを形成するものとしているか
ら、以下のような効果を奏する。 （１） 炭素鋼本来の高強度、高靭性を生かしたまま、
その表面にチタンクラッド層に基づく優れた耐食性を付
与することができる。 （２） チタンクラッド層をレーザで焼成する際に、中
間金属層についてはその極表面層が溶融状態となり、異
種金属の境界近傍での合金の生成領域が小さくなり、か
つ、チタンクラッド層の表面側に、チタンの金属組成が
多く残されることによって優れた耐食性と環境安定性と
を得ることができる。 （３） 中間金属層を介在させることによって、従来不
可能視されていた炭素鋼表面へのチタンクラッド形成を
欠陥を発生させることなく容易に実施することができ
る。
【図１】本発明に係るチタンクラッド鋼の金属組織状態
を示す正断面図である。
を示す正断面図である。
【図２】本発明に係る炭素鋼へのチタンクラッド法の実
施工程例における中間金属層の形成状態を示す斜視図で
ある。
施工程例における中間金属層の形成状態を示す斜視図で
ある。
【図３】本発明に係る炭素鋼へのチタンクラッド法の実
施工程例におけるチタンクラッド層の形成状態を示す斜
視図である。
施工程例におけるチタンクラッド層の形成状態を示す斜
視図である。
【図４】図１に示すチタンクラッド鋼の波長分散型Ｘ線
分光法による分析例を示すＸ線強度分布図である。
分光法による分析例を示すＸ線強度分布図である。
【図５】図１例に示すチタンクラッド鋼の加工条件を変
化させた場合におけるチタンクラッド層形成後の外観状
態の評価図である。
化させた場合におけるチタンクラッド層形成後の外観状
態の評価図である。
【図６】中間金属層を使用しなかったチタンクラッド鋼
の加工条件を変化させた場合におけるチタンクラッド層
形成後の外観状態の評価図である。
の加工条件を変化させた場合におけるチタンクラッド層
形成後の外観状態の評価図である。
１ 炭素鋼系母材 ２ 中間金属層 ２ａ 中間金属層用塗膜 ３ チタンクラッド層 ３ａ クラッド用塗膜 Ｌ レーザビーム Ｙ 境界 Ｘ 境界
Claims (2)
- 【請求項１】 炭素鋼系母材表面に、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍ
ｏ，Ｖ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｎ，Ａｌの一つまたはこ
れらを主成分とする合金を溶着して中間金属層を形成
し、該中間金属層の上にチタンを主成分とする粉末を塗
布するとともに、チタン粉末をレーザ照射によって溶着
してチタンクラッド層を形成することを特徴とする炭素
鋼へのチタンクラッド法。 - 【請求項２】 炭素鋼系母材表面に、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍ
ｏ，Ｖ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｎ，Ａｌの一つまたはこ
れらを主成分とする合金を溶着した中間金属層と、該中
間金属層にこれを一体化状態に覆うチタンクラッド層と
を形成してなることを特徴とするチタンクラッド鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19028291A JPH0578858A (ja) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | 炭素鋼へのチタンクラツド法及びチタンクラツド鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19028291A JPH0578858A (ja) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | 炭素鋼へのチタンクラツド法及びチタンクラツド鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0578858A true JPH0578858A (ja) | 1993-03-30 |
Family
ID=16255577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19028291A Withdrawn JPH0578858A (ja) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | 炭素鋼へのチタンクラツド法及びチタンクラツド鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0578858A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8651536B2 (en) | 2008-06-11 | 2014-02-18 | Shiroki Corporation | Door lock device |
| JP6443777B1 (ja) * | 2017-09-01 | 2018-12-26 | 株式会社ヤマトテック | 金属皮膜形成品の製造方法 |
-
1991
- 1991-07-30 JP JP19028291A patent/JPH0578858A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8651536B2 (en) | 2008-06-11 | 2014-02-18 | Shiroki Corporation | Door lock device |
| JP6443777B1 (ja) * | 2017-09-01 | 2018-12-26 | 株式会社ヤマトテック | 金属皮膜形成品の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981008 |