JPS5919978B2 - 可鍛Ｎｉ基超耐熱合金 - Google Patents
可鍛Ｎｉ基超耐熱合金Info
- Publication number
- JPS5919978B2 JPS5919978B2 JP2506581A JP2506581A JPS5919978B2 JP S5919978 B2 JPS5919978 B2 JP S5919978B2 JP 2506581 A JP2506581 A JP 2506581A JP 2506581 A JP2506581 A JP 2506581A JP S5919978 B2 JPS5919978 B2 JP S5919978B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- less
- content
- temperature
- alloy
- malleable
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、きわめて安定した組織をもつと共に、すぐ
れた高温クリープ特性を有し、特に高温ガス原子炉の構
造材として使用するのに適した可鍛Ｎｉ基超耐熱合金に
関するものである。
れた高温クリープ特性を有し、特に高温ガス原子炉の構
造材として使用するのに適した可鍛Ｎｉ基超耐熱合金に
関するものである。
一般に高温ガス原子炉において、放射線照射を受けると
ころ、およびこれと連続した部所の構造物に使用される
耐熱材料としては、これがＣｏ成分を含有すると放射能
を帯びるようになって危険であることがらＣｏ成分の含
有量ができるだけ少ない材料の使用が好ましい。
ころ、およびこれと連続した部所の構造物に使用される
耐熱材料としては、これがＣｏ成分を含有すると放射能
を帯びるようになって危険であることがらＣｏ成分の含
有量ができるだけ少ない材料の使用が好ましい。
しかしながら、１０００℃前後の高温ですぐれた長時間
クリープ破断寿命をもつ既存の材料には、ほとんどの場
合Ｃｏ成分が含有されており、一方Ｃｏ成分を含有しな
い耐熱合金においては、クリープ破断強度が不十分であ
ったり、鋳造材から、棒、板、および管などに塑性加工
（圧延加工および鍛造加工）することがきわめて困難で
あったりするなどの欠点がある。本発明者等は、上述の
ような観点から、特に高温ガス原子炉の構造用材料に要
求される特性、すなわちＣｏ成分を含有しない状態で、
圧延や鍛造などの塑性加工が広い温度領域で可能であり
、かつ１０００℃前後の高温ですぐれたクリープ破断強
さを有する耐熱合金を得べく研究を行なった結果、Ｃ
■ ０．０４〜０．２５％、Ｃｒ■ １０．０〜２５．
０％、Ｗ ■ １０．０〜２５．０％、Ｃａ■ ０．０
０５〜０．０５％、Ｍｇ：０．００１〜０８０２％およ
び希土類元素二０．００１〜０００２％のうちの１種ま
たは２種、ＡＡ： １％以下およびＴｉ：１％以下のう
ちの１種または２種を含有し、ＡＡ＋Ｔｉの場合には０
０１〜１．５％、Ｎｂ：０．１〜３，θ％およびＨｆ：
０．１〜１．５％のうちの１種または２種を含有し、さ
らに必要に応じてＺｒ二〇．００５〜０．ｉ００％を含
有し、残りがＮｉと不可避不純物からなる組成（以上重
量％、以下％の表示はすべて重量％を意味する）を有す
るＮｉ基合金は、著しくすぐれた耐酸化性および塑性加
工性（特に圧延加工性および鍛造加工性をいう）を有し
、かつ高温クリープ特性のきわめてすぐれたものである
という知見を得たのである。この発明は、上記知見にも
とづいてなされたものであって、以下に成分組成範囲を
上記の通りに限定した理由を説明する。
クリープ破断寿命をもつ既存の材料には、ほとんどの場
合Ｃｏ成分が含有されており、一方Ｃｏ成分を含有しな
い耐熱合金においては、クリープ破断強度が不十分であ
ったり、鋳造材から、棒、板、および管などに塑性加工
（圧延加工および鍛造加工）することがきわめて困難で
あったりするなどの欠点がある。本発明者等は、上述の
ような観点から、特に高温ガス原子炉の構造用材料に要
求される特性、すなわちＣｏ成分を含有しない状態で、
圧延や鍛造などの塑性加工が広い温度領域で可能であり
、かつ１０００℃前後の高温ですぐれたクリープ破断強
さを有する耐熱合金を得べく研究を行なった結果、Ｃ
■ ０．０４〜０．２５％、Ｃｒ■ １０．０〜２５．
０％、Ｗ ■ １０．０〜２５．０％、Ｃａ■ ０．０
０５〜０．０５％、Ｍｇ：０．００１〜０８０２％およ
び希土類元素二０．００１〜０００２％のうちの１種ま
たは２種、ＡＡ： １％以下およびＴｉ：１％以下のう
ちの１種または２種を含有し、ＡＡ＋Ｔｉの場合には０
０１〜１．５％、Ｎｂ：０．１〜３，θ％およびＨｆ：
０．１〜１．５％のうちの１種または２種を含有し、さ
らに必要に応じてＺｒ二〇．００５〜０．ｉ００％を含
有し、残りがＮｉと不可避不純物からなる組成（以上重
量％、以下％の表示はすべて重量％を意味する）を有す
るＮｉ基合金は、著しくすぐれた耐酸化性および塑性加
工性（特に圧延加工性および鍛造加工性をいう）を有し
、かつ高温クリープ特性のきわめてすぐれたものである
という知見を得たのである。この発明は、上記知見にも
とづいてなされたものであって、以下に成分組成範囲を
上記の通りに限定した理由を説明する。
（ａ） Ｃ
Ｃ成分には、その一部が合金素地に固溶して合金を強化
し、他の一部は炭化物として析出して合金組織の安定化
に寄与する作用がある。
し、他の一部は炭化物として析出して合金組織の安定化
に寄与する作用がある。
なお、この発明の合金においては、１３００℃の溶体化
処理温度で約０．０４％のＣが合金素地に固溶すること
が確かめられている。したがって、その含有量が０．０
４％未満では、所望の素地強化と組織安定化をはかるこ
とができず、一方０．２５％を越えて含有させると、Ｃ
含有量に比例して高くなる硬さ増加が著しくなって塑性
加工（圧延および鍛造）が困難になることから、その含
有量を０．０４〜０．２５％と定めた。（ｂ）ＣｒＣｒ
成分には耐酸化性を著しく改善する作用があるが、その
含有量が１０％未満では所望の耐酸化性を確保すること
ができず、一方２５％を越えて含有させると脆化がはげ
しくなることから、その含有量を１０〜２５％と定めた
。
処理温度で約０．０４％のＣが合金素地に固溶すること
が確かめられている。したがって、その含有量が０．０
４％未満では、所望の素地強化と組織安定化をはかるこ
とができず、一方０．２５％を越えて含有させると、Ｃ
含有量に比例して高くなる硬さ増加が著しくなって塑性
加工（圧延および鍛造）が困難になることから、その含
有量を０．０４〜０．２５％と定めた。（ｂ）ＣｒＣｒ
成分には耐酸化性を著しく改善する作用があるが、その
含有量が１０％未満では所望の耐酸化性を確保すること
ができず、一方２５％を越えて含有させると脆化がはげ
しくなることから、その含有量を１０〜２５％と定めた
。
（ｃ） ＷＷ成分には、Ｎｉ素地中に多く固溶して大
きな固溶体強化能を発揮し、かつ比較的安定な炭化物を
析出して合金組織を安定化する作用があるが、その含有
量がｌθ％未満では前記作用に所望の効果が得られず、
一方２５％を越えて含有させると、高温加工性（熱間圧
延および熱間鍛造）が劣化するようになることから、そ
の含有量を１０〜２５％と定めた。
きな固溶体強化能を発揮し、かつ比較的安定な炭化物を
析出して合金組織を安定化する作用があるが、その含有
量がｌθ％未満では前記作用に所望の効果が得られず、
一方２５％を越えて含有させると、高温加工性（熱間圧
延および熱間鍛造）が劣化するようになることから、そ
の含有量を１０〜２５％と定めた。
（ｄ）Ｃａ
Ｃａ成分には、合金溶湯を脱硫し、かつ合金結晶粒界を
間接的または直接的に強化する作用があるが、その含有
量が０．００５％未満では前記作用に所望の効果が得ら
れず、一方０．０５％を越えて含有させると、溶接性が
劣化するようになることから、その含有量を０．００５
〜０．０５％と定めた。
間接的または直接的に強化する作用があるが、その含有
量が０．００５％未満では前記作用に所望の効果が得ら
れず、一方０．０５％を越えて含有させると、溶接性が
劣化するようになることから、その含有量を０．００５
〜０．０５％と定めた。
（ｅ）Ｍｇおよび希土類元素
これらの成分には、Ｃａのもつ作用を一段と促進させる
作用が、それぞれＭｇ：０．００１％未満および希土類
元素：０．００１％未満の含有では脱硫作用並びに結晶
粒界強化作用に所望の改善効果が見られず、一方それぞ
れＭｇ：０．０２％および希土類元素：０．０２％を越
えて含有させると、Ｃａの場合と同様に溶接性が劣化す
るようになることから、それぞれＭｇ：０．００１〜０
．０２％、希土類元素：０．００ｉ〜０．０２％と定め
た。
作用が、それぞれＭｇ：０．００１％未満および希土類
元素：０．００１％未満の含有では脱硫作用並びに結晶
粒界強化作用に所望の改善効果が見られず、一方それぞ
れＭｇ：０．０２％および希土類元素：０．０２％を越
えて含有させると、Ｃａの場合と同様に溶接性が劣化す
るようになることから、それぞれＭｇ：０．００１〜０
．０２％、希土類元素：０．００ｉ〜０．０２％と定め
た。
（ｆ） ｉおよびＴｉ
これらの成分はそれぞれ脱酸剤として作用するが、それ
ぞれ単独含有の場合１％、合量含有の場合１．５％を越
えて含有すると、例えば低酸素濃度のＨｅガス雰囲気中
で高温加熱された場合、合金粒界に選択酸化が促進され
て起るようになると共に、塑性加工性も劣化するように
なることから、これら上限値を越えて含有させてはなら
ない。
ぞれ単独含有の場合１％、合量含有の場合１．５％を越
えて含有すると、例えば低酸素濃度のＨｅガス雰囲気中
で高温加熱された場合、合金粒界に選択酸化が促進され
て起るようになると共に、塑性加工性も劣化するように
なることから、これら上限値を越えて含有させてはなら
ない。
（ω ＮｂおよびＨｆ
これらの成分には、合金の高温ク・リーフ破断寿命を向
上させる作用があるが、その含有量がそれぞれＮｂ：０
．１％未満およびＨｆ：０．１％未満では前記作用に所
望の向上効果が得られず、一方それぞれＮｂ二３．０％
および゛Ｈｆ：１．５％を越えて含有させてもより一段
の改善効果は見られず、Ｎｂに至っては炭化物以外の析
出相が現われるようになってかえって高温クリープ特性
が劣化することから、それぞれＮｂ：０．１〜３．０％
、Ｈｆ：０．１〜１．５％と定めた。
上させる作用があるが、その含有量がそれぞれＮｂ：０
．１％未満およびＨｆ：０．１％未満では前記作用に所
望の向上効果が得られず、一方それぞれＮｂ二３．０％
および゛Ｈｆ：１．５％を越えて含有させてもより一段
の改善効果は見られず、Ｎｂに至っては炭化物以外の析
出相が現われるようになってかえって高温クリープ特性
が劣化することから、それぞれＮｂ：０．１〜３．０％
、Ｈｆ：０．１〜１．５％と定めた。
（ｈ）ＺｒＺｒ成分には、特にＮｂおよびＨｆとの共存
において高温クリープ破断寿命を一段と向上させる作用
があるので、特にすぐれた高温クリープ特性が要求され
る場合に必要に応じて含有されるが、その含有量が０．
００５％未満では前記作用に所望の向上効果が得られず
、一方０．１％を越えて含有させると溶接性が著しく劣
化するようになることから、その含有量を０．００５−
０．１％と定めた。
において高温クリープ破断寿命を一段と向上させる作用
があるので、特にすぐれた高温クリープ特性が要求され
る場合に必要に応じて含有されるが、その含有量が０．
００５％未満では前記作用に所望の向上効果が得られず
、一方０．１％を越えて含有させると溶接性が著しく劣
化するようになることから、その含有量を０．００５−
０．１％と定めた。
つぎに、この発明の合金を実施例により比較例と対比し
ながら具体的に説明する。
ながら具体的に説明する。
実施例
通常の真空高周波誘導炉を使用し、通常の溶解条件にて
それぞれ第１表に示される成分組成をもった溶湯を調製
し、鋳造してインゴットとなし、さらにこのインゴット
をエレクトロスラグ溶解法にて精製し、引続いてこの結
果得られた精製インゴットを温度：１２５０℃に２４時
間保持の条件で均質化処理（ソーキング）することによ
って本発明合金１〜４０および比較合金１〜１６をそれ
ぞれ製造した。
それぞれ第１表に示される成分組成をもった溶湯を調製
し、鋳造してインゴットとなし、さらにこのインゴット
をエレクトロスラグ溶解法にて精製し、引続いてこの結
果得られた精製インゴットを温度：１２５０℃に２４時
間保持の条件で均質化処理（ソーキング）することによ
って本発明合金１〜４０および比較合金１〜１６をそれ
ぞれ製造した。
なお、比較合金１〜１６は、いずれも構成成分のうちの
いずれかの成分（第１表に＊印で表示したもの）がこの
発明の範囲から外れた組成をもつものである。ついで、
上記本発明合金１〜４０および比較合金１〜１６につい
て、直径：７ＭｍＸ長さ：１２闘の丸棒試験片を切出し
、この試験片を温度：９００℃から２５℃づつ間隔をお
いて温度：１３５００Ｃまで加熱し、各加熱温度に加熱
された試験片に対して一定の歪速度（１０／Ｓｅｃ）で
長さ１２罷から長さ６闘にすえ込む鍛造試験をカムプラ
ストメータ一を使用して行ない、前記試験片に鍛造割れ
が生じる最低加熱温度を測定し、鍛造可能な温度領域を
評価した。
いずれかの成分（第１表に＊印で表示したもの）がこの
発明の範囲から外れた組成をもつものである。ついで、
上記本発明合金１〜４０および比較合金１〜１６につい
て、直径：７ＭｍＸ長さ：１２闘の丸棒試験片を切出し
、この試験片を温度：９００℃から２５℃づつ間隔をお
いて温度：１３５００Ｃまで加熱し、各加熱温度に加熱
された試験片に対して一定の歪速度（１０／Ｓｅｃ）で
長さ１２罷から長さ６闘にすえ込む鍛造試験をカムプラ
ストメータ一を使用して行ない、前記試験片に鍛造割れ
が生じる最低加熱温度を測定し、鍛造可能な温度領域を
評価した。
さらに、上記本発明合金１〜４０および比較合金１〜１
６について、温度：１２５０゜Ｃに加熱した状態で熱間
鍛造および熱間圧延を施して板厚：１０ｍｍの熱延板と
し、これより切出した試験片を用いて、温度：１０００
℃、荷重：３．５ｋ９／關２および温度：１１００℃、
荷重： ２．０ｋ９７ｍｉｎ２の条件でクリープ破断試
験を行ない、破断寿命および伸びを測定した。
６について、温度：１２５０゜Ｃに加熱した状態で熱間
鍛造および熱間圧延を施して板厚：１０ｍｍの熱延板と
し、これより切出した試験片を用いて、温度：１０００
℃、荷重：３．５ｋ９／關２および温度：１１００℃、
荷重： ２．０ｋ９７ｍｉｎ２の条件でクリープ破断試
験を行ない、破断寿命および伸びを測定した。
これらの測定結果を第１表に合せて示した。なお、比較
合金６，８，９については、鍛造の時点で割れたためク
リープ破断試験は行なわなかった。第１表に示される結
果から、本発明合金１〜４０はいずれも熱間鍛造が可能
であり、かつきわめてすぐれた高温クリープ破断寿命を
示すのに対して、この発明の範囲から外れた組成を有す
る比較合金１〜１６は、いずれも前記特性のうち少なく
ともいずれかの特性が劣ったものになっていることが明
らかである。
合金６，８，９については、鍛造の時点で割れたためク
リープ破断試験は行なわなかった。第１表に示される結
果から、本発明合金１〜４０はいずれも熱間鍛造が可能
であり、かつきわめてすぐれた高温クリープ破断寿命を
示すのに対して、この発明の範囲から外れた組成を有す
る比較合金１〜１６は、いずれも前記特性のうち少なく
ともいずれかの特性が劣ったものになっていることが明
らかである。
上述のように、この発明のＮｉ基超耐熱合金は、きわめ
てすぐれた耐熱性および高温クリープ特性、並びに鍛造
加工および圧延加工などを可能とするすぐれた塑性加工
性を有し、しかもＣＯ成分を含有していないので、特に
これらの特性が要求される高温ガス原子炉の構造材とし
て使用した場合に著しく長い使用寿命を示し、かつその
他の高温にさらされる使用環境下においてもすぐれた性
能を発揮するなど工業上有用な特性を有するのである。
てすぐれた耐熱性および高温クリープ特性、並びに鍛造
加工および圧延加工などを可能とするすぐれた塑性加工
性を有し、しかもＣＯ成分を含有していないので、特に
これらの特性が要求される高温ガス原子炉の構造材とし
て使用した場合に著しく長い使用寿命を示し、かつその
他の高温にさらされる使用環境下においてもすぐれた性
能を発揮するなど工業上有用な特性を有するのである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｃ：０．０４〜０．２５％、Ｃｒ：１０．０〜２５
．０％、Ｗ：１０．０〜２５．０％、Ｃａ：０．００５
〜０．０５％、Ｍｇ：０．００１〜０．０２％および希
土類元素：０．００１〜０．０２％のうちの１種または
２種、Ａｌ：１％以下およびＴｉ：１％以下のうちの１
種または２種を含有し、２種含有の場合は合量で０．１
〜１．５％、Ｎｂ：０．１〜３．０％およびＨｆ：０．
１〜１．５％のうちの１種または２種、Ｎｉおよび不可
避不純物：残りからなる組成（以上重量％）を有するこ
とを特徴とする可鍛Ｎｉ基超耐熱合金。 ２ Ｃ：０．０４〜０．２５％、Ｃｒ：１０．０〜２５
．０％、Ｗ：１０．０〜２５．０％、Ｃａ：０．００５
〜０．０５％、Ｍｇ：０．００１〜０．０２％および希
土類元素：０．００１〜０．０２％のうちの１種または
２種、Ａｌ：１％以下およびＴｉ：１％以下のうちの１
種または２種を含有し、２種含有の場合は含量で０．１
〜１．５％、Ｎｂ：０．１〜３．０％およびＨｆ：０．
１〜１．５％のうちの１種または２種、Ｚｒ：０．００
５〜０．１００％、Ｎｉおよび不可避不純物：残りから
なる組成（以上重量％）を有することを特徴とする可鍛
Ｎｉ基超耐熱合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2506581A JPS5919978B2 (ja) | 1981-02-23 | 1981-02-23 | 可鍛Ｎｉ基超耐熱合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2506581A JPS5919978B2 (ja) | 1981-02-23 | 1981-02-23 | 可鍛Ｎｉ基超耐熱合金 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13663474A Division JPS5163315A (ja) | 1974-11-16 | 1974-11-30 | Katannitsukerukichotainetsugokin |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56123343A JPS56123343A (en) | 1981-09-28 |
| JPS5919978B2 true JPS5919978B2 (ja) | 1984-05-10 |
Family
ID=12155514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2506581A Expired JPS5919978B2 (ja) | 1981-02-23 | 1981-02-23 | 可鍛Ｎｉ基超耐熱合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5919978B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5449490A (en) * | 1988-12-27 | 1995-09-12 | Japan Atomic Energy Research Institute | Nickel-chromium-tungsten base superalloy |
| JPH02175829A (ja) * | 1988-12-27 | 1990-07-09 | Japan Atom Energy Res Inst | Ｎｉ―Ｃｒ―Ｗ系超耐熱合金 |
-
1981
- 1981-02-23 JP JP2506581A patent/JPS5919978B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56123343A (en) | 1981-09-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4061495A (en) | Platinum group metal-containing alloy | |
| CA1066922A (en) | Heat-resistant allow for welded structures | |
| JP2818195B2 (ja) | 耐硫化腐食性、耐酸化性ニッケル基クロム合金 | |
| JPH07216483A (ja) | オーステナイト・ニッケル−クロム−鉄合金 | |
| US5045404A (en) | Heat-resistant stainless steel foil for catalyst-carrier of combustion exhaust gas purifiers | |
| KR100788533B1 (ko) | 황산과 습식 공정 인산에 대해 내성이 있는Ｎｉ-Ｃｒ-Ｍｏ-Ｃｕ합금 | |
| EP0593824A1 (en) | Nickel aluminide base single crystal alloys and method | |
| JP2559136B2 (ja) | 原子炉燃料被覆管支持格子用Ｚｒ合金 | |
| JPS6344814B2 (ja) | ||
| US4194909A (en) | Forgeable nickel-base super alloy | |
| JPH02267240A (ja) | 耐熱合金 | |
| WO2000034540A1 (en) | Alloys for high temperature service in aggressive environments | |
| KR100264709B1 (ko) | 니켈-몰리브덴 합금 | |
| JP2003138334A (ja) | 高温耐酸化性及び高温延性に優れたＮｉ基合金 | |
| JPS5919978B2 (ja) | 可鍛Ｎｉ基超耐熱合金 | |
| JPH03134144A (ja) | ニッケル基合金部材およびその製造方法 | |
| JPH0676638B2 (ja) | 耐食性および耐熱性のすぐれた高強度Ｎｉ−Ｃｒ系合金 | |
| JPS6046353A (ja) | 耐熱鋼 | |
| JPH0143833B2 (ja) | ||
| JPS61546A (ja) | ガスタ−ビン用高強度Ｃｏ基耐熱合金 | |
| JPS5843464B2 (ja) | 熱間加工性のすぐれた高炭素クロムニッケル鋼 | |
| JPS62243743A (ja) | 高温用オ−ステナイトステンレス鋼 | |
| JPS6353234A (ja) | 耐熱・高強度構造部材 | |
| JPH0243815B2 (ja) | Gasutaabinyokokyodoc0kitainetsugokin | |
| JPH06287666A (ja) | 耐熱鋳造Ｃｏ基合金 |