JPS5985850A - Ni基合金の熱処理法 - Google Patents

Ni基合金の熱処理法

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JPS5985850A
JPS5985850A JP57197362A JP19736282A JPS5985850A JP S5985850 A JPS5985850 A JP S5985850A JP 57197362 A JP57197362 A JP 57197362A JP 19736282 A JP19736282 A JP 19736282A JP S5985850 A JPS5985850 A JP S5985850A
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JP
Japan
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heat treatment
alloy
cooling
temperature
cooling rate
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Pending
Application number
JP57197362A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshio Yonezawa
米沢 利夫
Shinya Sasakuri
笹栗 信也
Yoshiro Onimura
鬼村 吉郎
Hiroshi Usuda
薄田 寛
Katsuji Kawaguchi
川口 勝治
Hiroo Nagano
長野 博夫
Takao Minami
孝男 南
Kazuo Yamanaka
和夫 山中
Yasutaka Okada
康孝 岡田
Mamoru Inoue
守 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Priority to DE8383730106T priority patent/DE3382433D1/de
Priority to EP83730106A priority patent/EP0109350B1/en
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Priority to US06/815,774 priority patent/US4710237A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C19/00Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/10Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of nickel or cobalt or alloys based thereon

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高温高圧水に晒されるN1基合金の耐応力腐食
割れ性を保ったまま耐粒界腐食性9機械的性質及び耐孔
食性を著しく改善し、あわせて、Na(M(水中におけ
る耐応力腐食性をも改善する非析出硬化型Ni基合金の
熱処理法に関する。
従来9例えば200〜400℃、50〜200気圧程度
の高温高圧水に晒される原子炉蒸気発生器用部材、原子
炉冷却系環境下に用いられる部材として、インコロイ8
00(商品名、以下同じ)、第1表に示されるインコネ
/l/600(商品名、以下同じ)及びインコネル69
0(商品名、以下同じ)などのNi基合金がある。近年
、これらの合金に対し炭化物の完全固溶温度(以下、 
T℃とあられす)よりかなり低い温度に加熱するか、さ
らに660〜750℃に加熱保持する特殊熱処理(Th
ermal Treatment )  を施し#粒界
腐食性及び耐応力腐食割れ性を改善することが行なわれ
ている。
しかしながら、このような従来の熱処理を施したNi基
合金は耐粒界腐食性及び機械的性質が不充分であり1日
本の原子炉で最も重要視すべぎ耐孔食性及び米国の原子
炉等で重要視すべぎNaOH水中での耐応力腐食割れ性
に間顛があった。
本発明は上記従来技術に鑑み、その欠点を解消したNi
基合金の熱処理法、すなわち、その熱処理によりすぐれ
た機械的性質、#孔食性、1lit応力腐食割れ性及び
耐粒界腐食性を改善する事のできるNi基合金の熱処理
法を提供する事を目的とする。
そのため9本発明はNi68%以上、 Or : 25
〜85%、Bo、008%以下、C0,012〜003
5%、PO,015%以下、80.015%以下、残部
Fe及び通常を不純物を含有してなる高温高圧水に晒さ
れる部材用のNi基合金に対し、1℃以上(T十1oo
)b以下の温度に加熱保持後、炉冷以上の冷却速度で冷
却する第1熱処理工程を施した後。
600〜750℃でかつ鋭敏化回復領域の温度範囲に0
.1−100h保持後炉冷以上の冷却速度で冷却する第
2熱処理工程を施す事を特徴とするNi基合金の熱処理
法を要旨とする。
以下1本発明の限定理由を説明する。
熱処理対象合金 Niが58%未満では耐苛性応力腐食割れ性が劣るので
、Niは58%以上とする。
Orが25%未満では銅酸性応力腐食割れ性が劣り、逆
に85%を越えると第2熱処即工稈で異常析出物が析出
し延性が低下するので、Orは25%以上85%以下と
する。
Bは0008%を越えると#粒界腐食性が劣るので、B
は0008%以上とする。
Cが0.012%未満では強度が不足し、逆に0085
%を越えると耐応力ρ食割れ性が劣化するので、Cは0
012%以上0035%以下とする。
p、s等は通常の製銑、製鋼過程において。
不純物として混入するものであるが、それぞれ多すぎる
と耐食性に悪影響を及はすので、P0015%以下、8
0.015%以下とする。
尚、 Mn、  8iは任意成分として基地強化及び粒
界強化の目的で添加されるが、 Mn 1%以下。
8105%以下が好ましい。
第1熱処理工程 Ni基合金の炭化物が完全に固溶する温度T℃は第1図
の模式図に示されるようにC含有量により変化するが、
この工程が1℃未満の温度では、炭化物の析出により引
張強さ、02%耐力。
硬度が必要以上に大きくなり、耐応力腐食割れ性が悪く
なる。これに対しく’r+too)bを越える温度では
結晶粒度が著しく粗大化し、耐粒界腐食性が低下すると
ともに引張強さ、02%耐力。
硬さが目的の強度を得られなくなる。
また保持時間は部材肉厚が増えれば長くなるのが普通で
あり、一義的に限定できないが、好ましくは一分以上、
またあまり長時間化すると部材表面の結晶粒粗大化によ
り強度低下するので、2時間以内とするのがよい。
冷却速度は炉冷未満の冷却速度ではメリットがなく、ま
た実際炉冷U上の速度であれば十分である。炉冷以上の
冷却速度とはたとえば、炉冷、空冷、ガス冷却、油冷、
水冷等が含まれる。
第二熱処理工程 第2表の供試体に対しT ”C乃至(T+100)”C
の温度で80分保持後水冷する第1勲処理工程を施した
ものに種々の加rP温度と保持時間に保って冷却し、こ
れを(65%HONB+0. I Nのri v )沸
騰溶液中に4h浸漬した試験結果を第2図に示す。第2
図において鋭敏化領域では、結晶粒界にCr欠乏層が生
成され粒界腐食及び孔食が生じ易く。また、未鋭敏化領
域のものは宇機部材として高温で使用中に鋭敏化する可
能性があり。
これも粒界腐食発生のおそれが強いので、第2熱処理工
程の保持温度はCr欠乏層が回復した鋭敏化回復領域で
なければならない。さらに、保持温度が750℃を趣え
るとCの固溶度が大きくなり、冷却時若しくは実機使用
時との温度差に起因する溶解度差が生じ、結晶粒界に炭
化物の析出が生じ易くなり、また600”C未満では保
持温度が100hを越え、経済的でないので、保持温度
は600〜750℃に限定する。また、保持時間が10
−’h未満では」二記温度で鋭敏化回復領域とすること
ができず、100hを越えると経済的でないので、保持
時間は10−1〜100hとする。
また、この場合の冷却速度は第1が処理工程同様炉冷以
上であれば足りる。
尚、第3図にT〜(T+100)”Cで30分保持した
第1熱処理工程後700℃加熱保持空冷した供試材に(
65%nNo3+0.2g// Cr”)湘騰溶液中2
4h浸漬した粒界腐食試験の結果を示すが、第1熱処理
工程の冷却速度により第2熱処理工程の鋭敏化領域が変
化する事を示しており、いずれの場合も100h以内に
鋭敏化回復領域に入る事がわかる。
また、第3表には第2表の供試材につぎ各種試験を行っ
た結果をまとめたが、これにより本発明法がNii合金
の耐粒界腐食性、耐孔食性。
機械的性質及び苛性耐応力腐食割れ性を従来法とくらべ
て著しく改善している事がわかる。
以上、詳述したように本発明のNi基合金の熱処理法に
よれば、耐粒界腐食性、 mll孔食性9械械的性質び
耐応力飽食割れ性を著しく改善する事ができるので、2
00〜400℃の高温高田水に晒される部材2例えば、
原子炉蒸気発生器用部材、原子炉冷却系部材等の熱処理
法として最適である。
第1表 合金の化学成分(%)
【図面の簡単な説明】
第1図はNi基合金中の炭化物の固溶温度と第1熱処理
工程温度範囲を示す模式線図、第2図は耐粒界腐食性に
及ぼす本発明法にかかる第2熱処理工稈条件の影響を示
す線図、第8図は耐粒界腐食性に及ぼす本発明法にかか
る第1熱処理工程の冷却速度及び第2熱処理工程の温度
保持時間の影響を示す線図。 第1図 100’Cζ・の偵(h時間(h) 第3閾 第1頁の続き 0発 明 者 川口勝治 高砂市荒井町新浜二丁目1番1 号三菱重工業株式会社高砂研究 所内 0発 明 者 長野得失 尼ケ崎市西長洲本通1丁目3番 0発 明 者 南孝男 尼ケ崎市西長洲本通1丁目3番 地住友金属工業株式会社中央技 術研究所内 0発 明 者 山中和犬 尼ケ崎市西長洲本通1丁目3番 0発 明 者 岡田康孝 尼ケ崎市西長洲本通1丁目3番 地住友金属工業株式会社中央技 0発 明 者 井上守 尼ケ崎市東向島西之町1番地住 友金属工業株式会社鋼管製造所 内 @出 願 人 住友金属工業株式会社 大阪市東区北浜5丁目15番地新 住人ビル 手続補正書(自発) 発明の名称 Ni基合金の熱処理法 補正をする者 事件との関係 特許出願人 住  所    東京都千代田区丸の内二丁目5111
号名 称(620)三菱重工業株式会社 住 所 大阪市東区北浜5丁1」15番地 新住人ビル
名 称 住友金属工業株式会社 代  理  人 住  所    東京都T代田区丸の内二丁目5番1弓
補正の対象 明細書 補正の内容 (1)  明細書第2頁第5行及び同第3頁第13行「
高温高圧水」を「高温高圧水又は高温高圧蒸気」と訂正
する。 12)  同第4頁第6行「耐酸性応力腐食割れ性」を
[耐粒界腐食及び耐応力腐食割れ性」と訂正する。 (3) 同第5頁第15行「限定できないが」を「でき
゛ないが、一般的には板厚2.544W、 (1インチ
)あたり30分程度または板厚が254偏以下の場合板
厚によらず1分以上30分以下が普通である。尚」と訂
正する。 2、特許請求の範囲 P 0.015%以下、80.015%以下残部Fe及
び通常の不純物を含有してなる高温高圧水又は高温高圧
蒸気に曝される部材用のN1基合金に対し、炭化物完全
固溶温度(以上T℃とあられす)以上T+100℃以下
の温度に加熱保持後、炉冷以上の冷却速度で冷却する第
1熱処理工程を施しだ後、600〜750℃でかつ鋭敏
化回復領域の温度範囲に0.1〜100h保持後炉冷以
上の冷却速度で冷却する第2熱処仰工程を施す事を特徴
とするN1基合金の熱処理法。 補正をする者 事件との関係 特許出願人 住  所    東京都千代田区丸の内二丁目5番1号
名 称(62の三菱重工業株式会社 住 所   大阪市東区北浜5丁目15番地 新住人ビ
ル名 称  住友金属工業株式会社 代  理  人 住  所    東京都千代田区丸の内二丁目5番4号
、′ ←−+−七外−さ く1)  明細書第1頁下から2行、同第2百第5行。 同第3頁第13行及び同第8頁第16行の「晒」を「曝
」に訂正する。 (2)  同第2頁下から3行乃至同第3頁第6行まで
の「しかしながら・・・・・・問題があった。」を「し
かしながら、このような従来の熱処理を施したNi基合
金は耐孔食性、耐応力腐食割れ性等が不十分である。」
と訂正する。 (3)  同第3頁第11行の「Po、015%以下」
をJMn1%以下、Si0.5%以下、Po、015%
以下」と訂正する。 (4)  同第4真下から1行乃至同第5頁第2行まで
の[尚、Mn、Siは・・・・・・が好捷しい。」を[
尚。 −Mn、81は脱酸と併わせて基地強化及び粒界強化の
目的で添加されるが、Mn は1%を越えると溶製が困
難となり、 Stは0.5%を越えると溶接性が劣化す
るため、それぞれMn1%以下、5tO95%以下と限
定する。」 (5)  同第10頁第3表下のr *1 ) Ele
ctro −−電圧を低下させる際に」をr*1 ) 
Electr。 Potentio#1netic Reactivat
ion :  電位−電流図において、1度不働態化領
域まで電位を上げ。 電位を低下させる際に」と訂正する。 251−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 と Ni58mass%(以下%尋あられす)以上、 Cr
    =25〜85%、no、ooa%以下、C!0.012
    〜0、085%、Po、015%以下、80.015%
    以下残部Fe及び通常の不純物を含有してなる高温高圧
    水に晒される部材用のNi基合金に対し、炭化物完全固
    溶温度(以下T℃とあられす)以上T+100℃以下の
    温度に加熱保持後、炉冷以上の冷却速度で冷却する第2
    熱処理工程を施した後。 600〜750℃でかつ鋭敏化回復領域の温度範囲にO
    1〜100h保持後炉冷以上の冷却速度で冷却する第2
    熱処理工程を施す事を特徴とするNi基合金の熱処理法
JP57197362A 1982-11-10 1982-11-10 Ni基合金の熱処理法 Pending JPS5985850A (ja)

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DE19833382737 DE3382737T2 (de) 1982-11-10 1983-11-09 Nickel-Chrom-Legierung.
EP19890103551 EP0329192B1 (en) 1982-11-10 1983-11-09 Nickel-chromium alloy
DE8383730106T DE3382433D1 (de) 1982-11-10 1983-11-09 Nickel-chromlegierung.
EP83730106A EP0109350B1 (en) 1982-11-10 1983-11-09 Nickel-chromium alloy
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