JPH0621327B2 - 金属圧密化素材の製造法 - Google Patents
金属圧密化素材の製造法Info
- Publication number
- JPH0621327B2 JPH0621327B2 JP62263720A JP26372087A JPH0621327B2 JP H0621327 B2 JPH0621327 B2 JP H0621327B2 JP 62263720 A JP62263720 A JP 62263720A JP 26372087 A JP26372087 A JP 26372087A JP H0621327 B2 JPH0621327 B2 JP H0621327B2
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- temperature
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、金属圧密化素材の製造法に係り、特に鍛造加
工が可能であると同時に高温クリープ強度を向上させる
ことが可能な金属圧密化素材の製造に好適な金属圧密化
素材の製造法に関する。
工が可能であると同時に高温クリープ強度を向上させる
ことが可能な金属圧密化素材の製造に好適な金属圧密化
素材の製造法に関する。
Ｎｉ基超合金はγ′相を析出強化させた耐熱合金である
が高温強度が高く鍛造加工ができないため鍛造で製品が
作られている。そのため、複雑な形状の製品は鍛造では
できにくい、鍛造欠陥を必然的に含むため強度信頼性が
劣る等の問題点があつた。それに対して、近年、微細結
晶粒を有し、変形しやすくしたＮｉ基超合金粉末をあら
かじめ作製し、それを圧密化させて製品を作るという方
法が採用されはじめている。当該方法では、粉末の結晶
粒が小さいため圧密化した材料も結晶粒が小さくなり、
その結果、超塑性現象を発現し鍛造加工が可能なため上
記問題点を解決することが可能である。
が高温強度が高く鍛造加工ができないため鍛造で製品が
作られている。そのため、複雑な形状の製品は鍛造では
できにくい、鍛造欠陥を必然的に含むため強度信頼性が
劣る等の問題点があつた。それに対して、近年、微細結
晶粒を有し、変形しやすくしたＮｉ基超合金粉末をあら
かじめ作製し、それを圧密化させて製品を作るという方
法が採用されはじめている。当該方法では、粉末の結晶
粒が小さいため圧密化した材料も結晶粒が小さくなり、
その結果、超塑性現象を発現し鍛造加工が可能なため上
記問題点を解決することが可能である。
しかしながら、上記従来技術では、結晶粒粗大化の点に
ついて十分な配慮がなされておらず、種種処理を加えて
結晶粒はたかだか数百μｍしか大きくならないという問
題点があつた。高温クリープ強度は結晶粒が大きいほど
優れる。しかしながら、上記従来技術では結晶粒が数百
μｍしか大きくならないため高温クリープ強度が弱い。
ついて十分な配慮がなされておらず、種種処理を加えて
結晶粒はたかだか数百μｍしか大きくならないという問
題点があつた。高温クリープ強度は結晶粒が大きいほど
優れる。しかしながら、上記従来技術では結晶粒が数百
μｍしか大きくならないため高温クリープ強度が弱い。
本発明の目的は、鍛造加工が可能であると同時に、高温
クリープ強度向上のために必須条件である結晶粒粗大化
が可能な金属圧密化素材の製造法を提供することにあ
る。
クリープ強度向上のために必須条件である結晶粒粗大化
が可能な金属圧密化素材の製造法を提供することにあ
る。
本発明は、高速で回転するロール円周面に溶湯を注湯し
て急速凝固させて作製した金属薄帯を金属製缶に封入す
る工程、前記金属薄帯を該薄帯の析出相の固溶温度以上
の温度で加熱保持した後該加熱保持温度で金属製缶に封
入された前記金属薄帯を熱間塑性加工により一体化させ
る１次熱間加工工程、該１次熱間加工後前記固溶温度よ
り低い温度で熱間塑性加工する２次熱間加工工程、及び
該２次熱間塑性加工後前記固溶温度以上の温度で加熱し
て結晶粒を粗大化させる粗大化工程の各工程を包含する
ことを特徴とする金属圧密化素材の製造法にある。
て急速凝固させて作製した金属薄帯を金属製缶に封入す
る工程、前記金属薄帯を該薄帯の析出相の固溶温度以上
の温度で加熱保持した後該加熱保持温度で金属製缶に封
入された前記金属薄帯を熱間塑性加工により一体化させ
る１次熱間加工工程、該１次熱間加工後前記固溶温度よ
り低い温度で熱間塑性加工する２次熱間加工工程、及び
該２次熱間塑性加工後前記固溶温度以上の温度で加熱し
て結晶粒を粗大化させる粗大化工程の各工程を包含する
ことを特徴とする金属圧密化素材の製造法にある。
即ち、本発明は溶湯急冷して得られた微細結晶粒を有す
る金属薄帯をそのまま熱間塑性加工すると超塑性を示
し、簡単に加工してしまうので、十分に高い再結晶エネ
ルギーが付与されず、そのため次の加熱工程で再結晶さ
せても粗大な結晶粒が得られない。しかし、熱間加工前
に十分に高い再結晶エネルギーが得られるように析出相
の固溶温度以上に加熱して超塑性現象による塑性加工が
起こらないようにして加工するものである。また、この
加工温度は低い温度では加工性が低くなるので析出相の
固溶温度以上にする必要がある。
る金属薄帯をそのまま熱間塑性加工すると超塑性を示
し、簡単に加工してしまうので、十分に高い再結晶エネ
ルギーが付与されず、そのため次の加熱工程で再結晶さ
せても粗大な結晶粒が得られない。しかし、熱間加工前
に十分に高い再結晶エネルギーが得られるように析出相
の固溶温度以上に加熱して超塑性現象による塑性加工が
起こらないようにして加工するものである。また、この
加工温度は低い温度では加工性が低くなるので析出相の
固溶温度以上にする必要がある。
次に、この１次熱間加工工程だけでは十分な結晶粒粗大
化ができないので、前述の再結晶エネルギーを更に高い
ものにしなければ得られないが、析出相の固溶温度より
低い温度での２次熱間塑性加工によって高いエネルギー
を与えることができ、その後の粗大化工程において有効
な作用を与えることができる。
化ができないので、前述の再結晶エネルギーを更に高い
ものにしなければ得られないが、析出相の固溶温度より
低い温度での２次熱間塑性加工によって高いエネルギー
を与えることができ、その後の粗大化工程において有効
な作用を与えることができる。
また、素材の結晶粒を粗大化させるためには、素材中に
存在する結晶粒界が移動，消滅しやすいように転位密度
の低い結晶粒が得られる状態にする必要があり、そのた
めには素材内部に再結晶の駆動力となる再結晶エネルギ
ーが大量に付与されていることが重要である。結晶は再
結晶すると転位密度が極めて小さくなり、結晶粒界の移
動，消滅による粒成長がしやすくなる。更に、粒界移動
に対しての障害となる不純物をできるだけ少なくするこ
とが肝要であり、以上のような内容を満たす原材料を用
いて圧密化することが重要である。
存在する結晶粒界が移動，消滅しやすいように転位密度
の低い結晶粒が得られる状態にする必要があり、そのた
めには素材内部に再結晶の駆動力となる再結晶エネルギ
ーが大量に付与されていることが重要である。結晶は再
結晶すると転位密度が極めて小さくなり、結晶粒界の移
動，消滅による粒成長がしやすくなる。更に、粒界移動
に対しての障害となる不純物をできるだけ少なくするこ
とが肝要であり、以上のような内容を満たす原材料を用
いて圧密化することが重要である。
以上の課題は、原材料としてロール法、特に双ロール法
で作製された薄帯を用いることにより解決できる。すな
わち、ロール法、特に双ロール法では溶湯を急速圧延に
より急速凝固させて薄帯を製造する。そのため結晶粒が
微細化されると共に、他のプロセスでは実現できない大
きな歪エネルギーが薄帯内部に蓄積され、これが素材内
部の再結晶エネルギーとして大きな効果を示す。
で作製された薄帯を用いることにより解決できる。すな
わち、ロール法、特に双ロール法では溶湯を急速圧延に
より急速凝固させて薄帯を製造する。そのため結晶粒が
微細化されると共に、他のプロセスでは実現できない大
きな歪エネルギーが薄帯内部に蓄積され、これが素材内
部の再結晶エネルギーとして大きな効果を示す。
更に、薄帯は粉末と比べて表面積が極めて少なくなつて
いることから、表面に本質的に存在する吸着酸素あるい
は酸化物も低減化されており、結果として、不純物量が
少なくなつている。
いることから、表面に本質的に存在する吸着酸素あるい
は酸化物も低減化されており、結果として、不純物量が
少なくなつている。
以上のような原材料を用いて圧密化した素材を析出相が
固溶する温度以上で加熱すると、粒界は、移動に対して
の障害となりうる相が存在しないために、極めて大きく
移動あるいは消滅することにより、結晶粒を粗大化させ
ることが可能となる。
固溶する温度以上で加熱すると、粒界は、移動に対して
の障害となりうる相が存在しないために、極めて大きく
移動あるいは消滅することにより、結晶粒を粗大化させ
ることが可能となる。
なお、本発明において、再結晶した後の加熱時に加工及
び加熱を繰返すことは、再結晶粒内の粒界に粒界移動エ
ネルギーを付与することになり、このことは粒界移動を
促進し粒成長を高めることになる。
び加熱を繰返すことは、再結晶粒内の粒界に粒界移動エ
ネルギーを付与することになり、このことは粒界移動を
促進し粒成長を高めることになる。
また、本発明は、双ロール法を用いて作製する薄帯を使
用するのが最も好ましいが、圧密化原材料の表面がきれ
いという点では単ロール法を用いても可能である。この
場合、圧密化素材内部に歪エネルギーを蓄積させるため
に、薄帯合金の析出相の固溶温度以上で歪エネルギーを
与えるとよい。析出相固溶温度未満では結晶粒が微細な
ため超塑性変形するので有効な歪エネルギーを与えるこ
とができない。
用するのが最も好ましいが、圧密化原材料の表面がきれ
いという点では単ロール法を用いても可能である。この
場合、圧密化素材内部に歪エネルギーを蓄積させるため
に、薄帯合金の析出相の固溶温度以上で歪エネルギーを
与えるとよい。析出相固溶温度未満では結晶粒が微細な
ため超塑性変形するので有効な歪エネルギーを与えるこ
とができない。
なお、本発明を製品形状を適用する場合、あらかじめ上
述の方法で素材作製後、素材をプレス等で製品形状に鍛
造加工し、その後に薄帯合金の析出相固溶温度以上で加
熱し結晶粒を粗大化してもよい。
述の方法で素材作製後、素材をプレス等で製品形状に鍛
造加工し、その後に薄帯合金の析出相固溶温度以上で加
熱し結晶粒を粗大化してもよい。
また、本発明における析出相の中には、炭化物は含まな
い。これは、１２００℃では炭化物は生成しているが、
それでも粗大化は可能であるからである。
い。これは、１２００℃では炭化物は生成しているが、
それでも粗大化は可能であるからである。
また、本発明の具体例としては、金属薄帯が、Ａｌ，Ｔ
ｉを含むＮｉ基合金で、粗大化の加熱温度が、該Ｎｉ基
合金のγ′相の固溶温度以上である例がある。
ｉを含むＮｉ基合金で、粗大化の加熱温度が、該Ｎｉ基
合金のγ′相の固溶温度以上である例がある。
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、
本発明はこれら実施例に限定されない。
本発明はこれら実施例に限定されない。
実施例１ 用いた薄帯合金組成は、重量％で、０．１６Ｃ−９．５
Ｃｏ−１４．０Ｃｒ−４．０Ｗ−３．９Ｍｏ−３．０Ａ
ｌ−５．０Ｔｉ−０．０１Ｂ−０．０４Ｚｒ−残Ｎｉで
ある。
Ｃｏ−１４．０Ｃｒ−４．０Ｗ−３．９Ｍｏ−３．０Ａ
ｌ−５．０Ｔｉ−０．０１Ｂ−０．０４Ｚｒ−残Ｎｉで
ある。
薄帯の製造は、ロール周速１５ｍ／ｓでＣｕ−Ｂｅ製双
ロールの円周面に注湯して急冷凝固させて作製した。こ
の時のロール圧力は７００kgｆであり、薄帯形状は厚さ
約７０μｍ，幅７mmである。
ロールの円周面に注湯して急冷凝固させて作製した。こ
の時のロール圧力は７００kgｆであり、薄帯形状は厚さ
約７０μｍ，幅７mmである。
得られた薄帯は、第２図に模式的に示した方法により圧
密化した。すなわち第２図は圧密化の方法を示す工程図
であり、符号１は金属薄帯、２は金属製缶、３はキヤツ
プ、４はダイス、５はプレス台を意味する。ＳＵＳ製缶
２に約２cm長さに切断した薄帯１を充てんした。充てん
率は７０％である。充てん後、キヤツプ３をかぶせて真
空封止した。真空封止した缶を、前述したＮｉ基合金の
γ′相が固溶する固溶温度以上の１２００℃で３０分加
熱後、その温度でＭｏ合金ＴＺＭ製ダイス４を用いて、
熱間押出し法により熱間塑性加工して薄帯を一体化させ
た。この時の押出し圧は２００ton であり、押出し比は
６：１である。
密化した。すなわち第２図は圧密化の方法を示す工程図
であり、符号１は金属薄帯、２は金属製缶、３はキヤツ
プ、４はダイス、５はプレス台を意味する。ＳＵＳ製缶
２に約２cm長さに切断した薄帯１を充てんした。充てん
率は７０％である。充てん後、キヤツプ３をかぶせて真
空封止した。真空封止した缶を、前述したＮｉ基合金の
γ′相が固溶する固溶温度以上の１２００℃で３０分加
熱後、その温度でＭｏ合金ＴＺＭ製ダイス４を用いて、
熱間押出し法により熱間塑性加工して薄帯を一体化させ
た。この時の押出し圧は２００ton であり、押出し比は
６：１である。
押出し後の組織を、第３図に示す。すなわち第３図は本
発明における熱間押出し後の金属組織の１例の光学顕微
鏡写真である。第３図では中央に約５００μｍ程度の結
晶粒が認められるが、同じ組成の合金粉末を用いて圧密
化したものでは、結晶粒径は粗大化してもたかだか２０
０μｍ程度である。このような差は、用いた原材料が、
双ロール法により再結晶エネルギーを付与された薄帯で
あるからであり、その結果として、結晶は再結晶し、粒
界が移動しやすくなつてその結果粒成長を起したのであ
る。しかし、これでも十分な結晶成長が得られない。そ
の後、押出しのあとに粒界移動エネルギーを付与するた
め前述のＮｉ基合金のγ′相の固溶温度より低い温度で
ある９５０℃でスエージング加工し、更に前述と同様に
1200℃で１ｈ加熱することによって第１図に示すように
結晶粒径が約２０００μｍと大きく粗大化した結晶粒を
有するものを得ることができた。その結果、高温クリー
プ強度が顕著に向上されることが明らかである。
発明における熱間押出し後の金属組織の１例の光学顕微
鏡写真である。第３図では中央に約５００μｍ程度の結
晶粒が認められるが、同じ組成の合金粉末を用いて圧密
化したものでは、結晶粒径は粗大化してもたかだか２０
０μｍ程度である。このような差は、用いた原材料が、
双ロール法により再結晶エネルギーを付与された薄帯で
あるからであり、その結果として、結晶は再結晶し、粒
界が移動しやすくなつてその結果粒成長を起したのであ
る。しかし、これでも十分な結晶成長が得られない。そ
の後、押出しのあとに粒界移動エネルギーを付与するた
め前述のＮｉ基合金のγ′相の固溶温度より低い温度で
ある９５０℃でスエージング加工し、更に前述と同様に
1200℃で１ｈ加熱することによって第１図に示すように
結晶粒径が約２０００μｍと大きく粗大化した結晶粒を
有するものを得ることができた。その結果、高温クリー
プ強度が顕著に向上されることが明らかである。
以上説明したように、本発明によれば、圧密化素材の結
晶粒を大きくすることができるので、高温クリープ強度
を向上させることが可能な金属圧密化素材を製造するこ
とができる効果がある。
晶粒を大きくすることができるので、高温クリープ強度
を向上させることが可能な金属圧密化素材を製造するこ
とができる効果がある。
第１図は本発明による金属圧密化素材の１例の金属組織
の光学顕微鏡写真、第２図は圧密化の方法を示す工程
図、第３図は本発明における熱間押出し後の金属組織の
１例の光学顕微鏡写真である。 １……金属薄帯，２……金属製缶、３……キヤツプ、４
……ダイス、５……プレス台。
の光学顕微鏡写真、第２図は圧密化の方法を示す工程
図、第３図は本発明における熱間押出し後の金属組織の
１例の光学顕微鏡写真である。 １……金属薄帯，２……金属製缶、３……キヤツプ、４
……ダイス、５……プレス台。
Claims (4)
- 【請求項１】高速で回転するロール円周面に溶湯を注湯
して急速凝固させて作製した金属薄帯を金属製缶に封入
する工程、前記金属薄帯を該薄帯の析出相の固溶温度以
上の温度で加熱保持した後該加熱保持温度で金属製缶に
封入された前記金属薄帯を熱間塑性加工により一体化さ
せる１次熱間加工工程、該１次熱間加工後前記固溶温度
より低い温度で熱間塑性加工する２次熱間加工工程、及
び該２次熱間塑性加工後前記固溶温度以上の温度で加熱
して結晶粒を粗大化させる粗大化工程の各工程を包含す
ることを特徴とする金属圧密化素材の製造法。 - 【請求項２】前記結晶粒の粗大化工程において、加熱と
加工を繰返して付与する特許請求の範囲第１項記載の金
属圧密化素材の製造法。 - 【請求項３】前記２次熱間加工工程後、製品形状に鍛造
加工し、その後に結晶粒の粗大化を行う特許請求の範囲
第１項又は第２項記載の金属圧密化素材の製造法。 - 【請求項４】前記金属薄帯が、Ｎｉを主成分としてＡｌ
及びＴｉを含むＮｉ基合金であり、前記結晶粒の粗大化
の加熱温度が、前記Ｎｉ基合金の析出相であるγ′相の
固溶温度以上である特許請求の範囲第１項〜第３項のい
ずれかに記載の金属圧密化素材の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62263720A JPH0621327B2 (ja) | 1987-10-21 | 1987-10-21 | 金属圧密化素材の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62263720A JPH0621327B2 (ja) | 1987-10-21 | 1987-10-21 | 金属圧密化素材の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01108352A JPH01108352A (ja) | 1989-04-25 |
| JPH0621327B2 true JPH0621327B2 (ja) | 1994-03-23 |
Family
ID=17393373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62263720A Expired - Lifetime JPH0621327B2 (ja) | 1987-10-21 | 1987-10-21 | 金属圧密化素材の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0621327B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2756490B2 (ja) * | 1989-11-27 | 1998-05-25 | 日新製鋼株式会社 | Ｎｉ基合金の薄板の製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2001912B (en) * | 1977-08-08 | 1982-03-03 | Lake E | Wallpaper applicator |
| JPS619375A (ja) * | 1984-06-25 | 1986-01-16 | Honda Motor Co Ltd | 前後輪の操舵装置 |
| JPS61250102A (ja) * | 1985-04-27 | 1986-11-07 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 粒子分散強化型合金部品の加工方法 |
-
1987
- 1987-10-21 JP JP62263720A patent/JPH0621327B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01108352A (ja) | 1989-04-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |