JPH11335771A - 酸化物分散強化鋼及びその製造方法 - Google Patents
酸化物分散強化鋼及びその製造方法Info
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- JPH11335771A JPH11335771A JP10139744A JP13974498A JPH11335771A JP H11335771 A JPH11335771 A JP H11335771A JP 10139744 A JP10139744 A JP 10139744A JP 13974498 A JP13974498 A JP 13974498A JP H11335771 A JPH11335771 A JP H11335771A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 母相合金中の酸素量が少なく、高温での延性
が優れた酸化物分散強化鋼及びその製造方法を提供する
こと。 【解決手段】 特定範囲量のＣｒ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｙ、Ｓ
ｉなどを含み、含有酸素量が４５０ｐｐｍ以下で、残部
が不可避不純物及びＦｅから構成される合金鋼を母相と
し、この母相中に酸化イットリウム、イットリウム−ケ
イ素系酸化物、酸化ジルコニウム、ジルコニウム−イッ
トリウム系酸化物、ランタノイド酸化物、イットリウム
−ランタノイド系酸化物、ジルコニウム−ランタノイド
系酸化物が０．１〜３重量％分散してなることを特徴と
する酸化物分散強化鋼、及びその製造方法。
が優れた酸化物分散強化鋼及びその製造方法を提供する
こと。 【解決手段】 特定範囲量のＣｒ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｙ、Ｓ
ｉなどを含み、含有酸素量が４５０ｐｐｍ以下で、残部
が不可避不純物及びＦｅから構成される合金鋼を母相と
し、この母相中に酸化イットリウム、イットリウム−ケ
イ素系酸化物、酸化ジルコニウム、ジルコニウム−イッ
トリウム系酸化物、ランタノイド酸化物、イットリウム
−ランタノイド系酸化物、ジルコニウム−ランタノイド
系酸化物が０．１〜３重量％分散してなることを特徴と
する酸化物分散強化鋼、及びその製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は優れた靱性及び延性
を有する酸化物分散強化鋼及びその製造方法に関する。
を有する酸化物分散強化鋼及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、高温強度が優れた酸化物分散
強化鋼を製造する方法として、メカニカルアロイングを
使用した方法が知られている。この方法においてはＦ
ｅ、Ｃｒ等を含んだ鋼の原料粉末とＴｈＯ2 、Ｙ2 Ｏ3
等の酸化物粉末もしくは酸化してＴｈＯ2 、Ｙ2 Ｏ3 等
の酸化物を形成する金属の粉末とを混合し、場合によっ
てはさらにＴｉ粉末を混合したものを、アトライターや
振動ミルなどの高エネルギーボールミルにかけて大きな
塑性変形、粉砕、混合、再結晶といった加工を加えてい
る。この工程をメカニカルアロイングと称している。メ
カニカルアロイングを施した粉（以下、メカニカルアロ
イング粉と称す）は、軟鋼のカプセルに真空封入し、熱
間静水圧成形（以下、ＨＩＰ）や熱間押出しといった公
知の熱間成形技術によりバルク体とする。酸化物はこの
一連の工程において、鋼内に微細かつ均一に分散する。
強化鋼を製造する方法として、メカニカルアロイングを
使用した方法が知られている。この方法においてはＦ
ｅ、Ｃｒ等を含んだ鋼の原料粉末とＴｈＯ2 、Ｙ2 Ｏ3
等の酸化物粉末もしくは酸化してＴｈＯ2 、Ｙ2 Ｏ3 等
の酸化物を形成する金属の粉末とを混合し、場合によっ
てはさらにＴｉ粉末を混合したものを、アトライターや
振動ミルなどの高エネルギーボールミルにかけて大きな
塑性変形、粉砕、混合、再結晶といった加工を加えてい
る。この工程をメカニカルアロイングと称している。メ
カニカルアロイングを施した粉（以下、メカニカルアロ
イング粉と称す）は、軟鋼のカプセルに真空封入し、熱
間静水圧成形（以下、ＨＩＰ）や熱間押出しといった公
知の熱間成形技術によりバルク体とする。酸化物はこの
一連の工程において、鋼内に微細かつ均一に分散する。
【０００３】メカニカルアロイングを経て作製される酸
化物分散強化鋼が、優れた高温強度特性を示すために
は、特に母相中の酸素を極めて低いレベルに制御する必
要がある。なぜならば、母相中の酸素含有量が多くなる
と、酸化物分散強化鋼の高温での延性が低下するためで
ある。この母相中の酸素の多くは、まずメカニカルアロ
イング処理を施す鋼粉末を作製する際に取り込まれ、次
にメカニカルアロイング処理から次工程のＨＩＰや熱間
押出しなどの熱間成形で酸化物分散鋼のバルク体が形成
されるまでの間に、大気中の酸素がメカニカルアルイン
グ粉の表面に付着して取り込まれる。この母相中の酸素
量を減少させるため、多くの酸化物分散強化鋼ではＴｉ
粉を母相の鋼粉末と酸化物粉末とに加えてメカニカルア
ロイングを施して母相中の酸素をＴｉと反応させＴｉＯ
2 とし、さらに添加した酸化物との複酸化物もしくは複
合酸化物を形成する手法が取られている。例えば、特開
平８−２２５８９１号公報では、Ｔｉを添加することに
よって、酸化物分散鋼の母相中の酸素と結びつかせ、さ
らに添加したＹ2 Ｏ3 と反応させてＹ2 ＴｉＯ7 やＹ2
ＴｉＯ5 を形成させ、結果的に母相内の酸素量を低減さ
せている。また、特開平１−２７５７２４号公報では、
Ｙを含む化合物の粉末やＴｈを含む化合物粉末をＮｉ基
合金粉末や鋼粉末に加えてメカニカルアロイングを施す
ことにより母相のＮｉ基合金や鋼の中の酸素量を低減す
るようにしている。
化物分散強化鋼が、優れた高温強度特性を示すために
は、特に母相中の酸素を極めて低いレベルに制御する必
要がある。なぜならば、母相中の酸素含有量が多くなる
と、酸化物分散強化鋼の高温での延性が低下するためで
ある。この母相中の酸素の多くは、まずメカニカルアロ
イング処理を施す鋼粉末を作製する際に取り込まれ、次
にメカニカルアロイング処理から次工程のＨＩＰや熱間
押出しなどの熱間成形で酸化物分散鋼のバルク体が形成
されるまでの間に、大気中の酸素がメカニカルアルイン
グ粉の表面に付着して取り込まれる。この母相中の酸素
量を減少させるため、多くの酸化物分散強化鋼ではＴｉ
粉を母相の鋼粉末と酸化物粉末とに加えてメカニカルア
ロイングを施して母相中の酸素をＴｉと反応させＴｉＯ
2 とし、さらに添加した酸化物との複酸化物もしくは複
合酸化物を形成する手法が取られている。例えば、特開
平８−２２５８９１号公報では、Ｔｉを添加することに
よって、酸化物分散鋼の母相中の酸素と結びつかせ、さ
らに添加したＹ2 Ｏ3 と反応させてＹ2 ＴｉＯ7 やＹ2
ＴｉＯ5 を形成させ、結果的に母相内の酸素量を低減さ
せている。また、特開平１−２７５７２４号公報では、
Ｙを含む化合物の粉末やＴｈを含む化合物粉末をＮｉ基
合金粉末や鋼粉末に加えてメカニカルアロイングを施す
ことにより母相のＮｉ基合金や鋼の中の酸素量を低減す
るようにしている。
【０００４】しかしながら、特開平８−２２５８９１号
公報で使用しているＴｉ添加の手法では十分に母相中の
酸素量を低減することはできず、同公報中には過剰酸素
量を０．０３〜０．１５％とするとの記載はあるもの
の、実施例に示されている鋼中の過剰酸素量は最低でも
０．０７１％であり、Ｔｉの脱酸素効果は母相鋼中の酸
素を４５０ｐｐｍ未満に十分に下げるほど大きくない。
また、特開平１−２７５７２４号公報の手法では、Ｔｉ
に比べて脱酸効果が大きいＹやＴｈの粉末を用いている
が、メカニカルアロイング中にＹやＴｈを酸化させる手
法をとるためＴｉ粉末を超える脱酸効果を得ることがで
きず、請求項には、母相合金中の酸素含有量５００ｐｐ
ｍとの記載はあるが、実施例においては最低０．２２％
（２２００ｐｐｍ）である。
公報で使用しているＴｉ添加の手法では十分に母相中の
酸素量を低減することはできず、同公報中には過剰酸素
量を０．０３〜０．１５％とするとの記載はあるもの
の、実施例に示されている鋼中の過剰酸素量は最低でも
０．０７１％であり、Ｔｉの脱酸素効果は母相鋼中の酸
素を４５０ｐｐｍ未満に十分に下げるほど大きくない。
また、特開平１−２７５７２４号公報の手法では、Ｔｉ
に比べて脱酸効果が大きいＹやＴｈの粉末を用いている
が、メカニカルアロイング中にＹやＴｈを酸化させる手
法をとるためＴｉ粉末を超える脱酸効果を得ることがで
きず、請求項には、母相合金中の酸素含有量５００ｐｐ
ｍとの記載はあるが、実施例においては最低０．２２％
（２２００ｐｐｍ）である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上のとおり、従来技
術では母相合金中の酸素量を十分に減少させることはで
きなかった。本発明はこのような従来技術の実状に鑑
み、母相合金中の酸素量が少なく、高温での延性が優れ
た酸化物分散強化鋼及びその製造方法を提供することを
目的とする。
術では母相合金中の酸素量を十分に減少させることはで
きなかった。本発明はこのような従来技術の実状に鑑
み、母相合金中の酸素量が少なく、高温での延性が優れ
た酸化物分散強化鋼及びその製造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】本発明者らは、前記課題
を解決すべく種々検討の結果、母相合金中の酸素量の低
減効果（以下、脱酸効果）がＴｉ粉末より強く、かつＴ
ｉ粉末程度に室温大気中でのハンドリングに対して著し
く酸化せず、母相の鋼の原料粉末中に存在する酸素及び
Ｙ2 Ｏ3 などの酸化物と反応して形成される酸化物がメ
カニカルアロイングの工程で別途添加したＹ2 Ｏ3 など
の酸化物と同様に分散強化に効果があり、添加したＹ2
Ｏ3 などの酸化物による分散強化の効果を著しく劣化さ
せない金属粉末の添加が有効であることを見出し、本発
明を完成した。
を解決すべく種々検討の結果、母相合金中の酸素量の低
減効果（以下、脱酸効果）がＴｉ粉末より強く、かつＴ
ｉ粉末程度に室温大気中でのハンドリングに対して著し
く酸化せず、母相の鋼の原料粉末中に存在する酸素及び
Ｙ2 Ｏ3 などの酸化物と反応して形成される酸化物がメ
カニカルアロイングの工程で別途添加したＹ2 Ｏ3 など
の酸化物と同様に分散強化に効果があり、添加したＹ2
Ｏ3 などの酸化物による分散強化の効果を著しく劣化さ
せない金属粉末の添加が有効であることを見出し、本発
明を完成した。
【０００７】すなわち本発明は前記課題を解決する手段
として次の構成を採るものである。 （１）重量％で、Ｃｒ：７．５〜１３％、Ｍｏ：０．１
〜２％、Ｙ：０．４％以下、Ｓｉ：０．９％以下、酸
素：４５０ｐｐｍ以下を含み、残部が不可避不純物及び
Ｆｅから構成される合金鋼を母相とし、この母相中に酸
化イットリウム、又は酸化イットリウムとイットリウム
−ケイ素系酸化物が０．１〜３重量％分散してなること
を特徴とする酸化物分散強化鋼。
として次の構成を採るものである。 （１）重量％で、Ｃｒ：７．５〜１３％、Ｍｏ：０．１
〜２％、Ｙ：０．４％以下、Ｓｉ：０．９％以下、酸
素：４５０ｐｐｍ以下を含み、残部が不可避不純物及び
Ｆｅから構成される合金鋼を母相とし、この母相中に酸
化イットリウム、又は酸化イットリウムとイットリウム
−ケイ素系酸化物が０．１〜３重量％分散してなること
を特徴とする酸化物分散強化鋼。
【０００８】（２）重量％で、Ｃｒ：７．５〜１３％、
Ｍｏ：０．１〜２％、Ｚｒ：０．９％以下、Ｓｉ：０．
９％以下、酸素：４５０ｐｐｍ以下を含み、残部が不可
避不純物及びＦｅから構成される合金鋼を母相とし、こ
の母相中に酸化イットリウム又は酸化ジルコニウムとジ
ルコニウム−イットリウム系酸化物とが０．１〜３重量
％分散してなることを特徴とする酸化物分散強化鋼。
Ｍｏ：０．１〜２％、Ｚｒ：０．９％以下、Ｓｉ：０．
９％以下、酸素：４５０ｐｐｍ以下を含み、残部が不可
避不純物及びＦｅから構成される合金鋼を母相とし、こ
の母相中に酸化イットリウム又は酸化ジルコニウムとジ
ルコニウム−イットリウム系酸化物とが０．１〜３重量
％分散してなることを特徴とする酸化物分散強化鋼。
【０００９】（３）重量％で、Ｃｒ：７．５〜１３％、
Ｍｏ：０．１〜２％、Ｙ：０．４％以下、Ｓｉ：０．９
％以下、酸素：４５０ｐｐｍ以下を含み、残部が不可避
不純物及びＦｅから構成される合金鋼を母相とし、この
母相中に酸化イットリウムとランタノイド酸化物、酸化
イットリウムとイットリウム−ランタノイド系酸化物、
又はイットリウム−ランタノイド系酸化物が０．１〜３
重量％分散してなることを特徴とする酸化物分散強化
鋼。
Ｍｏ：０．１〜２％、Ｙ：０．４％以下、Ｓｉ：０．９
％以下、酸素：４５０ｐｐｍ以下を含み、残部が不可避
不純物及びＦｅから構成される合金鋼を母相とし、この
母相中に酸化イットリウムとランタノイド酸化物、酸化
イットリウムとイットリウム−ランタノイド系酸化物、
又はイットリウム−ランタノイド系酸化物が０．１〜３
重量％分散してなることを特徴とする酸化物分散強化
鋼。
【００１０】（４）重量％で、Ｃｒ：７．５〜１３％、
Ｍｏ：０．１〜２％、Ｚｒ：０．９％以下、Ｓｉ：０．
９％以下、酸素：４５０ｐｐｍ以下を含み、残部が不可
避不純物及びＦｅから構成される合金鋼を母相とし、こ
の母相中に酸化ジルコニウムとジルコニウム−ランタノ
イド系酸化物、又はジルコニウム−ランタノイド系酸化
物が０．１〜３重量％分散してなることを特徴とする酸
化物分散強化鋼。
Ｍｏ：０．１〜２％、Ｚｒ：０．９％以下、Ｓｉ：０．
９％以下、酸素：４５０ｐｐｍ以下を含み、残部が不可
避不純物及びＦｅから構成される合金鋼を母相とし、こ
の母相中に酸化ジルコニウムとジルコニウム−ランタノ
イド系酸化物、又はジルコニウム−ランタノイド系酸化
物が０．１〜３重量％分散してなることを特徴とする酸
化物分散強化鋼。
【００１１】（５）前記（１）〜（４）のいずれかの組
成に加えて、さらに鋼母相中に重量％で１．５〜３％の
Ｗを含み、かつ（１／２・Ｗ＋Ｍｏ）の含有量が１〜
１．７％であることを特徴とする酸化物分散強化鋼。
成に加えて、さらに鋼母相中に重量％で１．５〜３％の
Ｗを含み、かつ（１／２・Ｗ＋Ｍｏ）の含有量が１〜
１．７％であることを特徴とする酸化物分散強化鋼。
【００１２】（６）重量％で、Ｃｒ：７．５〜１３％、
Ｍｏ：０．１〜２％、Ｓｉ：０．５％以下を含み、残部
が不可避不純物及びＦｅから構成される合金鋼粉末に、
０．１〜２．９重量％の酸化イットリウム及び０．１〜
１．３重量％のイットリウムシリサイドの粉末を添加
し、メカニカルアロイング処理を施したのち熱間成形す
ることを特徴とする酸化物分散強化鋼の製造方法。
Ｍｏ：０．１〜２％、Ｓｉ：０．５％以下を含み、残部
が不可避不純物及びＦｅから構成される合金鋼粉末に、
０．１〜２．９重量％の酸化イットリウム及び０．１〜
１．３重量％のイットリウムシリサイドの粉末を添加
し、メカニカルアロイング処理を施したのち熱間成形す
ることを特徴とする酸化物分散強化鋼の製造方法。
【００１３】（７）重量％で、Ｃｒ：７．５〜１３％、
Ｍｏ：０．１〜２％、Ｓｉ：０．５％以下を含み、残部
が不可避不純物及びＦｅから構成される合金鋼粉末に、
０．１〜２．９重量％の酸化イットリウム及び０．１〜
１重量％のＺｒの粉末を添加し、メカニカルアロイング
処理を施したのち熱間成形することを特徴とする酸化物
分散強化鋼の製造方法。
Ｍｏ：０．１〜２％、Ｓｉ：０．５％以下を含み、残部
が不可避不純物及びＦｅから構成される合金鋼粉末に、
０．１〜２．９重量％の酸化イットリウム及び０．１〜
１重量％のＺｒの粉末を添加し、メカニカルアロイング
処理を施したのち熱間成形することを特徴とする酸化物
分散強化鋼の製造方法。
【００１４】（８）重量％で、Ｃｒ：７．５〜１３％、
Ｍｏ：０．１〜２％、Ｓｉ：０．５％以下を含み、残部
が不可避不純物及びＦｅから構成される合金鋼粉末に、
０〜２．８重量％の酸化イットリウム、０．１〜２．９
重量％のランタノイド酸化物、及び０．１〜１．３重量
％のイットリウムシリサイドの粉末、ただし酸化イット
リウムとランタノイド酸化物の合計は０．１〜２．９重
量％、を添加し、メカニカルアロイング処理を施したの
ち熱間成形することを特徴とする酸化物分散強化鋼の製
造方法。
Ｍｏ：０．１〜２％、Ｓｉ：０．５％以下を含み、残部
が不可避不純物及びＦｅから構成される合金鋼粉末に、
０〜２．８重量％の酸化イットリウム、０．１〜２．９
重量％のランタノイド酸化物、及び０．１〜１．３重量
％のイットリウムシリサイドの粉末、ただし酸化イット
リウムとランタノイド酸化物の合計は０．１〜２．９重
量％、を添加し、メカニカルアロイング処理を施したの
ち熱間成形することを特徴とする酸化物分散強化鋼の製
造方法。
【００１５】（９）重量％で、Ｃｒ：７．５〜１３％、
Ｍｏ：０．１〜２％、Ｓｉ：０．５％以下を含み、残部
が不可避不純物及びＦｅから構成される合金鋼粉末に、
０〜２．８重量％の酸化イットリウム、０．１〜２．９
重量％のランタノイド酸化物、及び０．１〜１重量％の
Ｚｒの粉末、ただし酸化イットリウムとランタノイド酸
化物の合計は０．１〜２．９重量％、を添加し、メカニ
カルアロイング処理を施したのち熱間成形することを特
徴とする酸化物分散強化鋼の製造方法。
Ｍｏ：０．１〜２％、Ｓｉ：０．５％以下を含み、残部
が不可避不純物及びＦｅから構成される合金鋼粉末に、
０〜２．８重量％の酸化イットリウム、０．１〜２．９
重量％のランタノイド酸化物、及び０．１〜１重量％の
Ｚｒの粉末、ただし酸化イットリウムとランタノイド酸
化物の合計は０．１〜２．９重量％、を添加し、メカニ
カルアロイング処理を施したのち熱間成形することを特
徴とする酸化物分散強化鋼の製造方法。
【００１６】（１０）重量％で、Ｃｒ：７．５〜１３
％、Ｍｏ：０．１〜２％、Ｗ：１．５〜３％、Ｓｉ：
０．５％以下を含み、かつ（１／２・Ｗ＋Ｍｏ）の含有
量が１〜１．７％であり、残部が不可避不純物及びＦｅ
から構成される合金鋼粉末を使用し、前記（６）〜
（９）のいずれかの処理を行うことを特徴とする酸化物
分散強化鋼の製造方法。
％、Ｍｏ：０．１〜２％、Ｗ：１．５〜３％、Ｓｉ：
０．５％以下を含み、かつ（１／２・Ｗ＋Ｍｏ）の含有
量が１〜１．７％であり、残部が不可避不純物及びＦｅ
から構成される合金鋼粉末を使用し、前記（６）〜
（９）のいずれかの処理を行うことを特徴とする酸化物
分散強化鋼の製造方法。
【００１７】
【発明の実施の形態】前記（１）〜（５）の酸化物分散
強化鋼における母相合金鋼の各成分の機能及び組成限定
理由は次のとおりである。Ｃｒは耐酸化性、耐食性を向
上させるのに不可欠な添加元素であり、少なくとも７．
５重量％必要であるが、過剰に添加すると脆化しやすく
なるため最大でも１３重量％とする。Ｍｏは固溶強化元
素として作用させるためには少なくとも０．１重量％添
加する必要があるが、過剰の添加により脆化するため最
大でも２重量％とする。Ｙは前記（１）及び（３）の酸
化物分散強化鋼について、母相中の酸素量を低減するた
めに含まれる合金成分で、原料の合金鋼粉末中の酸素と
反応して酸化物が形成された後にＯＤＳ鋼の母相中に残
留する成分である。このため母相中に必ずしも残留する
必要はないが、過剰に残留すると脆化するため最大でも
０．４重量％とする。Ｓｉは母相中に残留すると長時間
の使用により脆化するため、含まれないことが好まし
い。しかし、Ｓｉは原料の合金鋼粉を作製する過程で脱
酸剤として使用されるために含まれるものであり、また
さらに前記（１）及び（３）の酸化物分散強化鋼につい
ては母相中の酸素量を低減する過程で付随的に含まれ
る。このような状況も考慮してＳｉは母相中に最大でも
０．９重量％とする。
強化鋼における母相合金鋼の各成分の機能及び組成限定
理由は次のとおりである。Ｃｒは耐酸化性、耐食性を向
上させるのに不可欠な添加元素であり、少なくとも７．
５重量％必要であるが、過剰に添加すると脆化しやすく
なるため最大でも１３重量％とする。Ｍｏは固溶強化元
素として作用させるためには少なくとも０．１重量％添
加する必要があるが、過剰の添加により脆化するため最
大でも２重量％とする。Ｙは前記（１）及び（３）の酸
化物分散強化鋼について、母相中の酸素量を低減するた
めに含まれる合金成分で、原料の合金鋼粉末中の酸素と
反応して酸化物が形成された後にＯＤＳ鋼の母相中に残
留する成分である。このため母相中に必ずしも残留する
必要はないが、過剰に残留すると脆化するため最大でも
０．４重量％とする。Ｓｉは母相中に残留すると長時間
の使用により脆化するため、含まれないことが好まし
い。しかし、Ｓｉは原料の合金鋼粉を作製する過程で脱
酸剤として使用されるために含まれるものであり、また
さらに前記（１）及び（３）の酸化物分散強化鋼につい
ては母相中の酸素量を低減する過程で付随的に含まれ
る。このような状況も考慮してＳｉは母相中に最大でも
０．９重量％とする。
【００１８】Ｚｒは前記（２）及び（３）の酸化物分散
強化鋼について、母相中の酸素量を低減するために含ま
れる合金成分で、原料の合金鋼粉末中の酸素と反応して
酸化物が形成された後に酸化物分散強化鋼（ Oxide Dis
persion Strengthened Steel：ＯＤＳ鋼）の母相中に残
留する成分である。このため母相中に必ずしも残留する
必要はないが、過剰に残留すると脆化するため最大でも
０．９重量％とする。Ｗは前記（５）の酸化物分散強化
鋼において、Ｍｏ以上の固溶強化元素であり、Ｍｏと複
合添加することで優れた固溶強化効果を示す。ＷとＭｏ
の複合添加がＭｏ単独添加と比べて有為な効果を生み出
す組成領域として、Ｗは少なくとも１．５重量％以上か
つ（１／２・Ｗ＋Ｍｏ）の含有量は１重量％以上必要で
ある。ただし、過剰に添加すると脆化するためＷは３重
量％以下、かつ（１／２・Ｗ＋Ｍｏ）の含有量は１．７
重量％以下が好ましい。Ｍｎは原料の合金鋼粉を作製す
る過程で脱酸剤として使用されるため不可避不純物とし
て含まれ、過剰の存在は室温での靱性や高温での強度に
悪影響を及ぼすため、０．３重量％以下とする。Ｎｉは
クリープ強度に悪影響を及ぼすため０．２重量％以下と
する。Ｃは原料の合金鋼粉を作製する過程やメカニカル
アロイングなどの製造過程で不可避不純物的に含まれ、
過剰の存在は酸化物の微細分散に悪影響を及ぼすため
０．０４重量％以下とする。
強化鋼について、母相中の酸素量を低減するために含ま
れる合金成分で、原料の合金鋼粉末中の酸素と反応して
酸化物が形成された後に酸化物分散強化鋼（ Oxide Dis
persion Strengthened Steel：ＯＤＳ鋼）の母相中に残
留する成分である。このため母相中に必ずしも残留する
必要はないが、過剰に残留すると脆化するため最大でも
０．９重量％とする。Ｗは前記（５）の酸化物分散強化
鋼において、Ｍｏ以上の固溶強化元素であり、Ｍｏと複
合添加することで優れた固溶強化効果を示す。ＷとＭｏ
の複合添加がＭｏ単独添加と比べて有為な効果を生み出
す組成領域として、Ｗは少なくとも１．５重量％以上か
つ（１／２・Ｗ＋Ｍｏ）の含有量は１重量％以上必要で
ある。ただし、過剰に添加すると脆化するためＷは３重
量％以下、かつ（１／２・Ｗ＋Ｍｏ）の含有量は１．７
重量％以下が好ましい。Ｍｎは原料の合金鋼粉を作製す
る過程で脱酸剤として使用されるため不可避不純物とし
て含まれ、過剰の存在は室温での靱性や高温での強度に
悪影響を及ぼすため、０．３重量％以下とする。Ｎｉは
クリープ強度に悪影響を及ぼすため０．２重量％以下と
する。Ｃは原料の合金鋼粉を作製する過程やメカニカル
アロイングなどの製造過程で不可避不純物的に含まれ、
過剰の存在は酸化物の微細分散に悪影響を及ぼすため
０．０４重量％以下とする。
【００１９】酸素は原料の合金鋼粉を作製する過程やメ
カニカルアロイングなどの製造過程で不可避不純物的に
含まれ、母相合金に過剰の酸素が存在すると酸化物分散
強化鋼の高温での延性が乏しくなるため、母相中に存在
する必要はなく、最大でも４５０ｐｐｍ以下であること
が好ましい。酸化イットリウム、酸化イットリウムとイ
ットリウム−ケイ素系酸化物、酸化ジルコニウムとジル
コニウム−イットリウム系酸化物、酸化イットリウムと
ランタノイド酸化物、酸化イットリウムとイットリウム
−ランタノイド系酸化物、又はイットリウム−ランタノ
イド系酸化物は、前記（１）〜（５）の酸化物分散強化
鋼において、微細分散することにより分散強化効果を示
す酸化物又は酸化物群（以下、分散酸化物と称する）で
ある。この分散強化効果を発現させるには、分散酸化物
の量は少なくとも０．１重量％以上必要である。ただ
し、分散酸化物は過剰に含まれると酸化物分散強化鋼の
延性が乏しくなるので、最大でも３重量％が好ましい。
カニカルアロイングなどの製造過程で不可避不純物的に
含まれ、母相合金に過剰の酸素が存在すると酸化物分散
強化鋼の高温での延性が乏しくなるため、母相中に存在
する必要はなく、最大でも４５０ｐｐｍ以下であること
が好ましい。酸化イットリウム、酸化イットリウムとイ
ットリウム−ケイ素系酸化物、酸化ジルコニウムとジル
コニウム−イットリウム系酸化物、酸化イットリウムと
ランタノイド酸化物、酸化イットリウムとイットリウム
−ランタノイド系酸化物、又はイットリウム−ランタノ
イド系酸化物は、前記（１）〜（５）の酸化物分散強化
鋼において、微細分散することにより分散強化効果を示
す酸化物又は酸化物群（以下、分散酸化物と称する）で
ある。この分散強化効果を発現させるには、分散酸化物
の量は少なくとも０．１重量％以上必要である。ただ
し、分散酸化物は過剰に含まれると酸化物分散強化鋼の
延性が乏しくなるので、最大でも３重量％が好ましい。
【００２０】次に本発明の酸化物分散強化鋼の製造方法
の好ましい態様をさらに詳細に説明する。先ず、重量％
で、Ｃｒ：７．５〜１３％、Ｍｏ：０．１〜２％、Ｓ
ｉ：０．５％以下を含み、残部が不可避不純物及びＦｅ
から構成される合金鋼粉末に、０．１〜２．９重量％
の酸化イットリウム及び０．１〜１．３重量％のイット
リウムシリサイドの粉末、０．１〜２．９重量％の酸
化イットリウム及び０．１〜１重量％のジルコニウム
（Ｚｒ）の粉末、０〜２．８重量％の酸化イットリウ
ム、０．１〜２．９重量％のランタノイド酸化物、及び
０．１〜１．３重量％のイットリウムシリサイドの粉
末、ただし酸化イットリウムとランタノイド酸化物の合
計は０．１〜２．９重量％、又は０〜２．８重量％の
酸化イットリウム、０．１〜２．９重量％のランタノイ
ド酸化物、及び０．１〜１重量％のＺｒの粉末、ただし
酸化イットリウムとランタノイド酸化物の合計は０．１
〜２．９重量％、を添加しアトライターや振動ミルなど
の高エネルギーボールミルにかけてメカニカルアロイン
グ処理する。前記合金鋼粉末として、前記組成に加えて
重量％で１．５〜３％で、かつ（１／２・Ｗ＋Ｍｏ）の
含有量が１〜１．７％となるような量のＷを含むものを
使用してもよい。
の好ましい態様をさらに詳細に説明する。先ず、重量％
で、Ｃｒ：７．５〜１３％、Ｍｏ：０．１〜２％、Ｓ
ｉ：０．５％以下を含み、残部が不可避不純物及びＦｅ
から構成される合金鋼粉末に、０．１〜２．９重量％
の酸化イットリウム及び０．１〜１．３重量％のイット
リウムシリサイドの粉末、０．１〜２．９重量％の酸
化イットリウム及び０．１〜１重量％のジルコニウム
（Ｚｒ）の粉末、０〜２．８重量％の酸化イットリウ
ム、０．１〜２．９重量％のランタノイド酸化物、及び
０．１〜１．３重量％のイットリウムシリサイドの粉
末、ただし酸化イットリウムとランタノイド酸化物の合
計は０．１〜２．９重量％、又は０〜２．８重量％の
酸化イットリウム、０．１〜２．９重量％のランタノイ
ド酸化物、及び０．１〜１重量％のＺｒの粉末、ただし
酸化イットリウムとランタノイド酸化物の合計は０．１
〜２．９重量％、を添加しアトライターや振動ミルなど
の高エネルギーボールミルにかけてメカニカルアロイン
グ処理する。前記合金鋼粉末として、前記組成に加えて
重量％で１．５〜３％で、かつ（１／２・Ｗ＋Ｍｏ）の
含有量が１〜１．７％となるような量のＷを含むものを
使用してもよい。
【００２１】前記において酸化イットリウム（Ｙ2 Ｏ
3 ）の添加量は、酸化物分散強化鋼中の分散酸化物の量
を０．１〜３重量％にするため０．１〜２．９重量％と
する。また、イットリウムシリサイドの添加量が０．１
重量％未満では十分な脱酸効果は期待できず、過剰に添
加すると酸化物分散強化鋼の母相中に過剰に残留し脆化
するため１．３重量％以下が好ましい。なお、イットリ
ウムシリサイドとしてはイットリウム（Ｙ）とケイ素
（Ｓｉ）との比率が原子比で１：１〜３程度のものが好
ましい。
3 ）の添加量は、酸化物分散強化鋼中の分散酸化物の量
を０．１〜３重量％にするため０．１〜２．９重量％と
する。また、イットリウムシリサイドの添加量が０．１
重量％未満では十分な脱酸効果は期待できず、過剰に添
加すると酸化物分散強化鋼の母相中に過剰に残留し脆化
するため１．３重量％以下が好ましい。なお、イットリ
ウムシリサイドとしてはイットリウム（Ｙ）とケイ素
（Ｓｉ）との比率が原子比で１：１〜３程度のものが好
ましい。
【００２２】前記においてＹ2 Ｏ3 の添加量は酸化物
分散強化鋼中の分散酸化物の量を０．１〜３重量％にす
るため０．１〜２．９重量％とする。また、Ｚｒ粉末の
添加量が０．１重量％未満では十分な脱酸効果は期待で
きず、過剰に添加すると酸化物分散強化鋼の母相中に過
剰に残留し脆化するため１重量％以下が好ましい。
分散強化鋼中の分散酸化物の量を０．１〜３重量％にす
るため０．１〜２．９重量％とする。また、Ｚｒ粉末の
添加量が０．１重量％未満では十分な脱酸効果は期待で
きず、過剰に添加すると酸化物分散強化鋼の母相中に過
剰に残留し脆化するため１重量％以下が好ましい。
【００２３】前記においてランタノイド酸化物とはラ
ンタン系列元素の酸化物を意味する。Ｙ2 Ｏ3 及びラン
タノイド酸化物は、酸化物分散強化鋼中の分散酸化物の
量を０．１〜３重量％とするため、Ｙ2 Ｏ3 の添加量を
０〜２．８重量％、ランタノイド酸化物は０．１〜２．
９重量％、ただしＹ2 Ｏ3 とランタノイド酸化物の合計
を０．１〜２．９重量％とする。また、イットリウムシ
リサイドの添加量が０．１重量％未満では十分な脱酸効
果は期待できず、また、過剰に添加すると酸化物分散強
化鋼の母相中に過剰に残留し脆化するため１．３重量％
以下が好ましい。
ンタン系列元素の酸化物を意味する。Ｙ2 Ｏ3 及びラン
タノイド酸化物は、酸化物分散強化鋼中の分散酸化物の
量を０．１〜３重量％とするため、Ｙ2 Ｏ3 の添加量を
０〜２．８重量％、ランタノイド酸化物は０．１〜２．
９重量％、ただしＹ2 Ｏ3 とランタノイド酸化物の合計
を０．１〜２．９重量％とする。また、イットリウムシ
リサイドの添加量が０．１重量％未満では十分な脱酸効
果は期待できず、また、過剰に添加すると酸化物分散強
化鋼の母相中に過剰に残留し脆化するため１．３重量％
以下が好ましい。
【００２４】前記においてＹ2 Ｏ3 及びランタノイド
酸化物は、酸化物分散強化鋼中の分散酸化物の量を０．
１〜３重量％とするため、Ｙ2 Ｏ3 の添加量を０〜２．
８重量％、ランタノイド酸化物は０．１〜２．９重量
％、ただしＹ2 Ｏ3 とランタノイド酸化物の合計を０．
１〜２．９重量％とする。また、Ｚｒ粉末の添加量が
０．１重量％未満では十分な脱酸効果は期待できず、過
剰に添加すると酸化物分散強化鋼の母相中に過剰に残留
し脆化するため１重量％以下が好ましい。
酸化物は、酸化物分散強化鋼中の分散酸化物の量を０．
１〜３重量％とするため、Ｙ2 Ｏ3 の添加量を０〜２．
８重量％、ランタノイド酸化物は０．１〜２．９重量
％、ただしＹ2 Ｏ3 とランタノイド酸化物の合計を０．
１〜２．９重量％とする。また、Ｚｒ粉末の添加量が
０．１重量％未満では十分な脱酸効果は期待できず、過
剰に添加すると酸化物分散強化鋼の母相中に過剰に残留
し脆化するため１重量％以下が好ましい。
【００２５】次に、得られたメカニカルアロイング粉
を、例えば軟鋼のカプセルに真空封入し、ＨＩＰや熱間
押出しなど公知の熱間成形技術によりバルク体とする。
メカニカルアロイングから熱間成形までの一連の処理に
より、添加したＹ2 Ｏ3 やランタノイド酸化物などが、
合金鋼の母相内に微細かつ均一に分散し、優れた特性を
有する酸化物分散強化鋼を得ることができる。この方法
においては、添加するイットリウムシリサイド又はＺｒ
粉末の効果により合金鋼母相中の酸素量（全酸素量から
酸化物の酸素を差し引いた酸素量）は４５０ｐｐｍ以下
に抑えられ、延性の低下を防ぐことができる。また、酸
素量低減のために添加するイットリウムシリサイド又は
Ｚｒ粉末に由来する酸化物は、別途添加したＹ2 Ｏ3 な
どの酸化物と同様に分散強化に効果があり、Ｙ2 Ｏ3 な
どの酸化物による分散強化の効果を著しく劣化させるこ
とはない。
を、例えば軟鋼のカプセルに真空封入し、ＨＩＰや熱間
押出しなど公知の熱間成形技術によりバルク体とする。
メカニカルアロイングから熱間成形までの一連の処理に
より、添加したＹ2 Ｏ3 やランタノイド酸化物などが、
合金鋼の母相内に微細かつ均一に分散し、優れた特性を
有する酸化物分散強化鋼を得ることができる。この方法
においては、添加するイットリウムシリサイド又はＺｒ
粉末の効果により合金鋼母相中の酸素量（全酸素量から
酸化物の酸素を差し引いた酸素量）は４５０ｐｐｍ以下
に抑えられ、延性の低下を防ぐことができる。また、酸
素量低減のために添加するイットリウムシリサイド又は
Ｚｒ粉末に由来する酸化物は、別途添加したＹ2 Ｏ3 な
どの酸化物と同様に分散強化に効果があり、Ｙ2 Ｏ3 な
どの酸化物による分散強化の効果を著しく劣化させるこ
とはない。
【００２６】
【実施例】以下実施例により本発明をさらに具体的に説
明する。 （実施例１）表１に示す組成の鋼粉末に、表１に示す所
定量のＹ2 Ｏ3 粉末とイットリウムシリサイド粉末を添
加して混合したものを、鋼球とともに振動ミル用のステ
ンレス製ポットに入れ、ポット内をロータリーポンプで
真空にして振動ミルにより６０時間混合してメカニカル
アロイングを施した。イットリウムシリサイド粉末は、
イットリウムとシリコンの重量比が２：１で、平均粒径
約５０μｍ以下の粉末を使用した。なお、電子プローブ
マイクロアナライザ（以下、ＥＰＭＡ）により、鋼粉末
中には表１に示した主成分のほかに不可避不純物として
Ｃ（０．０４重量％以下）、Ｍｎ（０．３重量％以
下）、Ｎｉ（０．２重量％以下）の存在が認められた。
明する。 （実施例１）表１に示す組成の鋼粉末に、表１に示す所
定量のＹ2 Ｏ3 粉末とイットリウムシリサイド粉末を添
加して混合したものを、鋼球とともに振動ミル用のステ
ンレス製ポットに入れ、ポット内をロータリーポンプで
真空にして振動ミルにより６０時間混合してメカニカル
アロイングを施した。イットリウムシリサイド粉末は、
イットリウムとシリコンの重量比が２：１で、平均粒径
約５０μｍ以下の粉末を使用した。なお、電子プローブ
マイクロアナライザ（以下、ＥＰＭＡ）により、鋼粉末
中には表１に示した主成分のほかに不可避不純物として
Ｃ（０．０４重量％以下）、Ｍｎ（０．３重量％以
下）、Ｎｉ（０．２重量％以下）の存在が認められた。
【００２７】Ｙ2 Ｏ3 とイットリウムシリサイド粉末と
鋼粉末とを十分合金化させたメカニカルアロイング粉末
を軟鋼カプセルに真空封入して、１１００℃×２時間×
１０００ｋｇ／ｃｍ2 のＨＩＰ処理で酸化物分散強化鋼
（ Oxide Dispersion Strengthened Steel：ＯＤＳ鋼）
を作製した。作製したＯＤＳ鋼の母相中の酸素量は、Ｏ
ＤＳ鋼中の酸素量を測定し、次に母相中に分散している
酸化物に含まれる酸素量を測定して、ＯＤＳ鋼中の酸素
量から酸化物に含まれる酸素量を減じて求めた。表２に
本発明の各ＯＤＳ鋼組成を示す。いずれも母相鋼中の酸
素濃度は４５０ｐｐｍ以下であった。
鋼粉末とを十分合金化させたメカニカルアロイング粉末
を軟鋼カプセルに真空封入して、１１００℃×２時間×
１０００ｋｇ／ｃｍ2 のＨＩＰ処理で酸化物分散強化鋼
（ Oxide Dispersion Strengthened Steel：ＯＤＳ鋼）
を作製した。作製したＯＤＳ鋼の母相中の酸素量は、Ｏ
ＤＳ鋼中の酸素量を測定し、次に母相中に分散している
酸化物に含まれる酸素量を測定して、ＯＤＳ鋼中の酸素
量から酸化物に含まれる酸素量を減じて求めた。表２に
本発明の各ＯＤＳ鋼組成を示す。いずれも母相鋼中の酸
素濃度は４５０ｐｐｍ以下であった。
【００２８】（比較例１）また、比較材としてイットリ
ウムシリサイドを１．２重量％添加する代わりにＴｉを
１．０重量％添加して他の条件は実施例１と同様にして
ＯＤＳ鋼を作製した。表３に比較材であるＴｉ添加ＯＤ
Ｓ鋼の組成を示す。これらの比較材について、実施例１
と同様にして母相鋼中の酸素の濃度を測定したところ、
いずれも４５０ｐｐｍ以下とはならなかった。
ウムシリサイドを１．２重量％添加する代わりにＴｉを
１．０重量％添加して他の条件は実施例１と同様にして
ＯＤＳ鋼を作製した。表３に比較材であるＴｉ添加ＯＤ
Ｓ鋼の組成を示す。これらの比較材について、実施例１
と同様にして母相鋼中の酸素の濃度を測定したところ、
いずれも４５０ｐｐｍ以下とはならなかった。
【００２９】（引張強度の測定）次に実施例１及び比較
例１で作製したＹ2 Ｏ3 及びイットリウムシリサイド添
加ＯＤＳ鋼（本発明材）、並びにＹ2 Ｏ3 及びＴｉ添加
ＯＤＳ鋼（比較材）について５００℃における引張試験
での０．２％耐力と伸びを測定した。結果を表４に示
す。表４中の第一列のＮｏ．は表２及び表３のＮｏ．に
対応しており、同一Ｎｏ．の本発明材と比較材は同一組
成の原料鋼粉末を使用したもので、測定結果は添加材の
違いによる引張強度特性の違いを示している。いずれの
イットリウムシリサイド添加ＯＤＳ鋼も比較材と比べて
伸びが大きく、優れた延性を示した。また、０．２％耐
力では本発明材は比較材と比べて顕著な低下は見られな
かった。
例１で作製したＹ2 Ｏ3 及びイットリウムシリサイド添
加ＯＤＳ鋼（本発明材）、並びにＹ2 Ｏ3 及びＴｉ添加
ＯＤＳ鋼（比較材）について５００℃における引張試験
での０．２％耐力と伸びを測定した。結果を表４に示
す。表４中の第一列のＮｏ．は表２及び表３のＮｏ．に
対応しており、同一Ｎｏ．の本発明材と比較材は同一組
成の原料鋼粉末を使用したもので、測定結果は添加材の
違いによる引張強度特性の違いを示している。いずれの
イットリウムシリサイド添加ＯＤＳ鋼も比較材と比べて
伸びが大きく、優れた延性を示した。また、０．２％耐
力では本発明材は比較材と比べて顕著な低下は見られな
かった。
【００３０】これらの結果から、イットリウムシリサイ
ドは母相中の酸素量の低減効果（以下、脱酸効果）がＴ
ｉ粉末より強く、かつ、室温大気中でのハンドリングに
対してＴｉ粉末程度の酸化にとどまり、しかも母相の鋼
の原料粉末中に存在する酸素と反応して形成された酸化
物がメカニカルアロイング工程で別途添加したＹ2 Ｏ 3
などの酸化物と同様に分散強化に効果があり、しかもＹ
2 Ｏ3 などの酸化物による分散強化の効果を著しく劣化
させず、ＯＤＳ鋼に優れた延性を発現させる効果を有す
ることがわかる。
ドは母相中の酸素量の低減効果（以下、脱酸効果）がＴ
ｉ粉末より強く、かつ、室温大気中でのハンドリングに
対してＴｉ粉末程度の酸化にとどまり、しかも母相の鋼
の原料粉末中に存在する酸素と反応して形成された酸化
物がメカニカルアロイング工程で別途添加したＹ2 Ｏ 3
などの酸化物と同様に分散強化に効果があり、しかもＹ
2 Ｏ3 などの酸化物による分散強化の効果を著しく劣化
させず、ＯＤＳ鋼に優れた延性を発現させる効果を有す
ることがわかる。
【００３１】
【表１】
【００３２】
【表２】
【００３３】
【表３】
【００３４】
【表４】
【００３５】（実施例２）表５に示す組成の鋼粉末に、
表５に示す所定量のＹ2 Ｏ3 粉末とＺｒ粉末を添加して
混合したものを、鋼球とともに振動ミル用のステンレス
製ポットに入れ、ポット内をロータリーポンプで真空に
して振動ミルにより６０時間混合してメカニカルアロイ
ングを施した。使用した鋼粉末は実施例１及び比較例１
で使用したものと同じである。Ｚｒ粉末は純度９９．９
％で平均粒径約５０μｍ以下の粉末を使用した。
表５に示す所定量のＹ2 Ｏ3 粉末とＺｒ粉末を添加して
混合したものを、鋼球とともに振動ミル用のステンレス
製ポットに入れ、ポット内をロータリーポンプで真空に
して振動ミルにより６０時間混合してメカニカルアロイ
ングを施した。使用した鋼粉末は実施例１及び比較例１
で使用したものと同じである。Ｚｒ粉末は純度９９．９
％で平均粒径約５０μｍ以下の粉末を使用した。
【００３６】Ｙ2 Ｏ3 とＺｒ粉末を鋼粉末に十分均一に
分布させたメカニカルアロイング粉末を軟鋼カプセルに
真空封入して、１１００℃×２時間×１０００ｋｇ／ｃ
ｍ2のＨＩＰ処理でＯＤＳ鋼を作製した。作製したＯＤ
Ｓ鋼の組成は表６に示すとおりでありいずれも母相鋼中
の酸素濃度は４５０ｐｐｍ以下であった。
分布させたメカニカルアロイング粉末を軟鋼カプセルに
真空封入して、１１００℃×２時間×１０００ｋｇ／ｃ
ｍ2のＨＩＰ処理でＯＤＳ鋼を作製した。作製したＯＤ
Ｓ鋼の組成は表６に示すとおりでありいずれも母相鋼中
の酸素濃度は４５０ｐｐｍ以下であった。
【００３７】（引張強度の測定）次に実施例２で作製し
たＹ2 Ｏ3 及びＺｒ添加ＯＤＳ鋼（本発明材）について
５００℃における引張試験での０．２％耐力と伸びを測
定した。結果を前記比較例１の比較材（Ｔｉ添加材）に
ついての測定結果と併せて表７に示す。表７中の第一列
のＮｏ．は表６及び表３のＮｏ．に対応しており、同一
Ｎｏ．の本発明材と比較材は同一組成の原料鋼粉末を使
用したもので、測定結果は添加材の違いによる引張強度
特性の違いを示している。いずれのＺｒ添加ＯＤＳ鋼も
比較材と比べて伸びが大きく、優れた延性を示した。ま
た、０．２％耐力では本発明材は比較材と比べて顕著な
低下は見られなかった。
たＹ2 Ｏ3 及びＺｒ添加ＯＤＳ鋼（本発明材）について
５００℃における引張試験での０．２％耐力と伸びを測
定した。結果を前記比較例１の比較材（Ｔｉ添加材）に
ついての測定結果と併せて表７に示す。表７中の第一列
のＮｏ．は表６及び表３のＮｏ．に対応しており、同一
Ｎｏ．の本発明材と比較材は同一組成の原料鋼粉末を使
用したもので、測定結果は添加材の違いによる引張強度
特性の違いを示している。いずれのＺｒ添加ＯＤＳ鋼も
比較材と比べて伸びが大きく、優れた延性を示した。ま
た、０．２％耐力では本発明材は比較材と比べて顕著な
低下は見られなかった。
【００３８】
【表５】
【００３９】
【表６】
【００４０】
【表７】
【００４１】これらの結果から、Ｚｒは母相中の酸素量
の低減効果（以下、脱酸効果）がＴｉ粉末より強く、か
つ、室温大気中でのハンドリングに対してＴｉ粉末程度
の酸化に止まり、しかも母相の鋼の原料粉末中に存在す
る酸素と反応して形成された酸化物がメカニカルアロイ
ング工程で別途添加したＹ2 Ｏ3 などの酸化物と同様に
分散強化に効果があり、しかもＹ2 Ｏ3 などの酸化物に
よる分散強化の効果を著しく劣化させず、ＯＤＳ鋼に優
れた延性を発現させる効果を有することがわかる。
の低減効果（以下、脱酸効果）がＴｉ粉末より強く、か
つ、室温大気中でのハンドリングに対してＴｉ粉末程度
の酸化に止まり、しかも母相の鋼の原料粉末中に存在す
る酸素と反応して形成された酸化物がメカニカルアロイ
ング工程で別途添加したＹ2 Ｏ3 などの酸化物と同様に
分散強化に効果があり、しかもＹ2 Ｏ3 などの酸化物に
よる分散強化の効果を著しく劣化させず、ＯＤＳ鋼に優
れた延性を発現させる効果を有することがわかる。
【００４２】（実施例３）表８に示す組成の鋼粉末（実
施例１及び２におけるＮｏ．１５の試料に同じ）に、表
８に示す所定量のランタノイド酸化物粉末又はＹ2 Ｏ3
とランタノイド酸化物との混合粉末、及びイットリウム
シリサイド粉末又はＺｒ粉末を添加して混合したもの
を、鋼球とともに振動ミル用のステンレス製ポットに入
れ、ポット内をロータリーポンプで真空にして振動ミル
により６０時間混合してメカニカルアロイングを施し
た。イットリウムシリサイド粉末は、イットリウムとシ
リコンの重量比が２：１で、平均粒径約５０μｍ以下の
粉末を、Ｚｒ粉末は純度９９．９％で平均粒径約５０μ
ｍ以下の粉末を使用した。
施例１及び２におけるＮｏ．１５の試料に同じ）に、表
８に示す所定量のランタノイド酸化物粉末又はＹ2 Ｏ3
とランタノイド酸化物との混合粉末、及びイットリウム
シリサイド粉末又はＺｒ粉末を添加して混合したもの
を、鋼球とともに振動ミル用のステンレス製ポットに入
れ、ポット内をロータリーポンプで真空にして振動ミル
により６０時間混合してメカニカルアロイングを施し
た。イットリウムシリサイド粉末は、イットリウムとシ
リコンの重量比が２：１で、平均粒径約５０μｍ以下の
粉末を、Ｚｒ粉末は純度９９．９％で平均粒径約５０μ
ｍ以下の粉末を使用した。
【００４３】Ｙ2 Ｏ3 、ランタノイド酸化物粉末、イッ
トリウムシリサイド粉末及びＺｒ粉末等を鋼粉末に十分
均一に分布させたメカニカルアロイング粉末を軟鋼カプ
セルに真空封入して、１１００℃×２時間×１０００ｋ
ｇ／ｃｍ2 のＨＩＰ処理でＯＤＳ鋼を作製した。作製し
たＯＤＳ鋼の組成は表９に示すとおりでありいずれも母
相鋼中の酸素濃度は４５０ｐｐｍ以下であった。
トリウムシリサイド粉末及びＺｒ粉末等を鋼粉末に十分
均一に分布させたメカニカルアロイング粉末を軟鋼カプ
セルに真空封入して、１１００℃×２時間×１０００ｋ
ｇ／ｃｍ2 のＨＩＰ処理でＯＤＳ鋼を作製した。作製し
たＯＤＳ鋼の組成は表９に示すとおりでありいずれも母
相鋼中の酸素濃度は４５０ｐｐｍ以下であった。
【００４４】（引張強度の測定）次に実施例３で作製し
たＹ2 Ｏ3 、又はＹ2 Ｏ3 とランタノイド酸化物を添加
し、さらにイットリウムシリサイドもしくはＺｒを添加
したＯＤＳ鋼（本発明材）について５００℃における引
張試験での０．２％耐力と伸びを測定した。結果を前記
比較例１におけるＮｏ．１５の比較材（Ｔｉ添加材）に
ついての測定結果と併せて表１０に示す。表１０中の第
一列のＮｏ．は表８及び表９のＮｏ．に対応したもので
ある。いずれのイットリウムシリサイド添加もしくはＺ
ｒ添加ＯＤＳ鋼も比較材と比べて伸びが大きく、優れた
延性を示した。また、０．２％耐力では本発明材は比較
材と比べて顕著な低下は見られなかった。
たＹ2 Ｏ3 、又はＹ2 Ｏ3 とランタノイド酸化物を添加
し、さらにイットリウムシリサイドもしくはＺｒを添加
したＯＤＳ鋼（本発明材）について５００℃における引
張試験での０．２％耐力と伸びを測定した。結果を前記
比較例１におけるＮｏ．１５の比較材（Ｔｉ添加材）に
ついての測定結果と併せて表１０に示す。表１０中の第
一列のＮｏ．は表８及び表９のＮｏ．に対応したもので
ある。いずれのイットリウムシリサイド添加もしくはＺ
ｒ添加ＯＤＳ鋼も比較材と比べて伸びが大きく、優れた
延性を示した。また、０．２％耐力では本発明材は比較
材と比べて顕著な低下は見られなかった。
【００４５】これらの結果から、イットリウムシリサイ
ドやＺｒは母相中の酸素量の低減効果（以下、脱酸効
果）がＴｉ粉末より強く、かつ、室温大気中でのハンド
リングに対してＴｉ粉末程度の酸化に止まり、しかも母
相の鋼の原料粉末中に存在する酸素と反応して形成され
た酸化物がメカニカルアロイング工程で別途添加したラ
ンタノイド酸化物などの酸化物と同様に分散強化に効果
があり、しかもランタノイド酸化物などの酸化物による
分散強化の効果を著しく劣化させず、ＯＤＳ鋼に優れた
延性を発現させる効果を有することがわかる。
ドやＺｒは母相中の酸素量の低減効果（以下、脱酸効
果）がＴｉ粉末より強く、かつ、室温大気中でのハンド
リングに対してＴｉ粉末程度の酸化に止まり、しかも母
相の鋼の原料粉末中に存在する酸素と反応して形成され
た酸化物がメカニカルアロイング工程で別途添加したラ
ンタノイド酸化物などの酸化物と同様に分散強化に効果
があり、しかもランタノイド酸化物などの酸化物による
分散強化の効果を著しく劣化させず、ＯＤＳ鋼に優れた
延性を発現させる効果を有することがわかる。
【００４６】
【表８】
【００４７】
【表９】
【００４８】
【表１０】
【００４９】
【発明の効果】本発明の酸化物分散強化鋼は合金母相中
の酸素量が４５０ｐｐｍ以下と少なくなっており、優れ
た靱性や延性を有する酸化物分散強化鋼であり、排ガス
過給機タービン翼などの材料として好適なものである。
また、本発明の方法によれば、添加するイットリウムシ
リサイド又はＺｒ粉末の効果により合金鋼母相中の酸素
量を４５０ｐｐｍに抑えることができ、さらに、酸素量
低減のために添加するイットリウムシリサイド又はＺｒ
粉末に由来する酸化物は、別途添加したＹ2 Ｏ3 などの
酸化物と同様に分散強化に効果があり、Ｙ2 Ｏ3 などの
酸化物による分散強化の効果を著しく劣化させることも
ないので、優れた延性を有する酸化物分散強化鋼を容易
に得ることができる。
の酸素量が４５０ｐｐｍ以下と少なくなっており、優れ
た靱性や延性を有する酸化物分散強化鋼であり、排ガス
過給機タービン翼などの材料として好適なものである。
また、本発明の方法によれば、添加するイットリウムシ
リサイド又はＺｒ粉末の効果により合金鋼母相中の酸素
量を４５０ｐｐｍに抑えることができ、さらに、酸素量
低減のために添加するイットリウムシリサイド又はＺｒ
粉末に由来する酸化物は、別途添加したＹ2 Ｏ3 などの
酸化物と同様に分散強化に効果があり、Ｙ2 Ｏ3 などの
酸化物による分散強化の効果を著しく劣化させることも
ないので、優れた延性を有する酸化物分散強化鋼を容易
に得ることができる。
Claims (10)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃｒ：７．５〜１３％、Ｍ
ｏ：０．１〜２％、Ｙ：０．４％以下、Ｓｉ：０．９％
以下、酸素：４５０ｐｐｍ以下を含み、残部が不可避不
純物及びＦｅから構成される合金鋼を母相とし、この母
相中に酸化イットリウム、又は酸化イットリウムとイッ
トリウム−ケイ素系酸化物が０．１〜３重量％分散して
なることを特徴とする酸化物分散強化鋼。 - 【請求項２】 重量％で、Ｃｒ：７．５〜１３％、Ｍ
ｏ：０．１〜２％、Ｚｒ：０．９％以下、Ｓｉ：０．９
％以下、酸素：４５０ｐｐｍ以下を含み、残部が不可避
不純物及びＦｅから構成される合金鋼を母相とし、この
母相中に酸化イットリウム又は酸化ジルコニウムとジル
コニウム−イットリウム系酸化物とが０．１〜３重量％
分散してなることを特徴とする酸化物分散強化鋼。 - 【請求項３】 重量％で、Ｃｒ：７．５〜１３％、Ｍ
ｏ：０．１〜２％、Ｚｒ：０．９％以下、Ｙ：０．４％
以下、Ｓｉ：０．９％以下、酸素：４５０ｐｐｍ以下を
含み、残部が不可避不純物及びＦｅから構成される合金
鋼を母相とし、この母相中に酸化イットリウムとランタ
ノイド酸化物、酸化イットリウムとイットリウム−ラン
タノイド系酸化物、又はイットリウム−ランタノイド系
酸化物が０．１〜３重量％分散してなることを特徴とす
る酸化物分散強化鋼。 - 【請求項４】 重量％で、Ｃｒ：７．５〜１３％、Ｍ
ｏ：０．１〜２％、Ｚｒ：０．９％以下、Ｓｉ：０．９
％以下、酸素：４５０ｐｐｍ以下を含み、残部が不可避
不純物及びＦｅから構成される合金鋼を母相とし、この
母相中に酸化ジルコニウムとジルコニウム−ランタノイ
ド系酸化物、又はジルコニウム−ランタノイド系酸化物
が０．１〜３重量％分散してなることを特徴とする酸化
物分散強化鋼。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項に記載の組
成に加えて、さらに鋼母相中に重量％で１．５〜３％の
Ｗを含み、かつ（１／２・Ｗ＋Ｍｏ）の含有量が１〜
１．７％であることを特徴とする酸化物分散強化鋼。 - 【請求項６】 重量％で、Ｃｒ：７．５〜１３％、Ｍ
ｏ：０．１〜２％、Ｓｉ：０．５％以下を含み、残部が
不可避不純物及びＦｅから構成される合金鋼粉末に、
０．１〜２．９重量％の酸化イットリウム及び０．１〜
１．３重量％のイットリウムシリサイドの粉末を添加
し、メカニカルアロイング処理を施したのち熱間成形す
ることを特徴とする酸化物分散強化鋼の製造方法。 - 【請求項７】 重量％で、Ｃｒ：７．５〜１３％、Ｍ
ｏ：０．１〜２％、Ｓｉ：０．５％以下を含み、残部が
不可避不純物及びＦｅから構成される合金鋼粉末に、
０．１〜２．９重量％の酸化イットリウム及び０．１〜
１重量％のジルコニウムの粉末を添加し、メカニカルア
ロイング処理を施したのち熱間成形することを特徴とす
る酸化物分散強化鋼の製造方法。 - 【請求項８】 重量％で、Ｃｒ：７．５〜１３％、Ｍ
ｏ：０．１〜２％、Ｓｉ：０．５％以下を含み、残部が
不可避不純物及びＦｅから構成される合金鋼粉末に、０
〜２．８重量％の酸化イットリウム、０．１〜２．９重
量％のランタノイド酸化物、及び０．１〜１．３重量％
のイットリウムシリサイドの粉末、ただし酸化イットリ
ウムとランタノイド酸化物の合計は０．１〜２．９重量
％、を添加し、メカニカルアロイング処理を施したのち
熱間成形することを特徴とする酸化物分散強化鋼の製造
方法。 - 【請求項９】 重量％で、Ｃｒ：７．５〜１３％、Ｍ
ｏ：０．１〜２％、Ｓｉ：０．５％以下を含み、残部が
不可避不純物及びＦｅから構成される合金鋼粉末に、０
〜２．８重量％の酸化イットリウム、０．１〜２．９重
量％のランタノイド酸化物、及び０．１〜１重量％のジ
ルコニウムの粉末、ただし酸化イットリウムとランタノ
イド酸化物の合計は０．１〜２．９重量％、を添加し、
メカニカルアロイング処理を施したのち熱間成形するこ
とを特徴とする酸化物分散強化鋼の製造方法。 - 【請求項１０】 重量％で、Ｃｒ：７．５〜１３％、Ｍ
ｏ：０．１〜２％、Ｗ：１．５〜３％、Ｓｉ：０．５％
以下を含み、かつ（１／２・Ｗ＋Ｍｏ）の含有量が１〜
１．７％であり、残部が不可避不純物及びＦｅから構成
される合金鋼粉末を使用し、請求項６〜９のいずれか１
項に記載の処理を行うことを特徴とする酸化物分散強化
鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10139744A JPH11335771A (ja) | 1998-05-21 | 1998-05-21 | 酸化物分散強化鋼及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10139744A JPH11335771A (ja) | 1998-05-21 | 1998-05-21 | 酸化物分散強化鋼及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11335771A true JPH11335771A (ja) | 1999-12-07 |
Family
ID=15252374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10139744A Withdrawn JPH11335771A (ja) | 1998-05-21 | 1998-05-21 | 酸化物分散強化鋼及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11335771A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1522601A2 (en) | 2003-09-30 | 2005-04-13 | Hitachi Powdered Metals Co., Ltd. | Sintered component made of stainless steel with high corrosion resistance and production method therefor |
| CN102286694A (zh) * | 2011-06-27 | 2011-12-21 | 华中科技大学 | 一种抗氧化铁基高温合金及其制备方法 |
| CN105238986A (zh) * | 2014-07-11 | 2016-01-13 | 中国科学院金属研究所 | 一种Cr-Y-O纳米团簇氧化物弥散强化钢的制备方法 |
| JP2017515977A (ja) * | 2014-05-13 | 2017-06-15 | メタルバリュー エスエーエスＭｅｔａｌｖａｌｕｅ Ｓａｓ | 高温で使用する構成部品を製造するための新たな粉末金属処理 |
-
1998
- 1998-05-21 JP JP10139744A patent/JPH11335771A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1522601A2 (en) | 2003-09-30 | 2005-04-13 | Hitachi Powdered Metals Co., Ltd. | Sintered component made of stainless steel with high corrosion resistance and production method therefor |
| EP1522601A3 (en) * | 2003-09-30 | 2006-06-28 | Hitachi Powdered Metals Co., Ltd. | Sintered component made of stainless steel with high corrosion resistance and production method therefor |
| CN102286694A (zh) * | 2011-06-27 | 2011-12-21 | 华中科技大学 | 一种抗氧化铁基高温合金及其制备方法 |
| JP2017515977A (ja) * | 2014-05-13 | 2017-06-15 | メタルバリュー エスエーエスＭｅｔａｌｖａｌｕｅ Ｓａｓ | 高温で使用する構成部品を製造するための新たな粉末金属処理 |
| CN105238986A (zh) * | 2014-07-11 | 2016-01-13 | 中国科学院金属研究所 | 一种Cr-Y-O纳米团簇氧化物弥散强化钢的制备方法 |
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050802 |