JPS60258444A - 耐熱合金 - Google Patents
耐熱合金Info
- Publication number
- JPS60258444A JPS60258444A JP11389584A JP11389584A JPS60258444A JP S60258444 A JPS60258444 A JP S60258444A JP 11389584 A JP11389584 A JP 11389584A JP 11389584 A JP11389584 A JP 11389584A JP S60258444 A JPS60258444 A JP S60258444A
- Authority
- JP
- Japan
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- less
- rem
- strength
- creep rupture
- resistant alloy
- 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.)
- Pending
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- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は、とくに耐熱性が要求される複雑形状部品を
鋳造成形する場合の素材として好適なＮｉ基耐熱合金に
関するものである。
鋳造成形する場合の素材として好適なＮｉ基耐熱合金に
関するものである。
・ （従来技術）
耐熱性が要求される複雑形状部品としては、例えばター
ビンブレードなどがあり、この種のタービンブレードで
は、すぐれた耐熱性を有していることはもちろんのこと
クリープ破断強度にもすぐれていることが要求される。
ビンブレードなどがあり、この種のタービンブレードで
は、すぐれた耐熱性を有していることはもちろんのこと
クリープ破断強度にもすぐれていることが要求される。
従来、上記したタービンブレードの素材としてはＮｉ基
耐熱合金が使用されることがあるが、なかには同一成分
系の材料でありながらクリープ破断強度の劣るものがあ
った。
耐熱合金が使用されることがあるが、なかには同一成分
系の材料でありながらクリープ破断強度の劣るものがあ
った。
そこで、木発明者らは上記の原因について詳細に検討し
たところ、Ｎｉ基耐熱合金の溶製原料として電磁材料や
快削鋼のスクラップを用いた場合に、上記クリープ破断
強度が低下することのあることを見出した。そして、こ
の原因についてさらに調べたところ、スクラップ中に含
まれるＳｅがクリープ破断強度に悪影響を及ぼすことを
確かめた。
たところ、Ｎｉ基耐熱合金の溶製原料として電磁材料や
快削鋼のスクラップを用いた場合に、上記クリープ破断
強度が低下することのあることを見出した。そして、こ
の原因についてさらに調べたところ、スクラップ中に含
まれるＳｅがクリープ破断強度に悪影響を及ぼすことを
確かめた。
（発明の目的）
この発明は、上述した従来の事情に鑑みてなされたもの
で、上記した電磁材料や快削鋼等のＳｅが含まれるスク
ラップを原料として溶製した耐熱合金を素材としたとき
でも、耐熱性がすぐれているとともに、とくにクリープ
破断強度にもすぐれている複雑形状部品を鋳造によって
成形するのに適するＮｉ基耐熱合金を提供することを目
的としている。
で、上記した電磁材料や快削鋼等のＳｅが含まれるスク
ラップを原料として溶製した耐熱合金を素材としたとき
でも、耐熱性がすぐれているとともに、とくにクリープ
破断強度にもすぐれている複雑形状部品を鋳造によって
成形するのに適するＮｉ基耐熱合金を提供することを目
的としている。
（発明の構成）
この発明による耐熱合金は、重量％で、Ｃ：０．０５〜
０．２０％、Ｓｉ：０．６０％以下、Ｍｎ：０．４０％
以下、Ｃｒ：１０．Ｏ〜２０．０％、Ｍｏ：２．５〜７
．０％、Ａ文：２．０〜７．０％、Ｔｉ：０．５〜４．
０％、Ｂ：０．００５〜０．１０％、 ＲＥＭ：０．２
０％以下、Ｓｅ：０．００５％以下、必要に応じて、Ｆ
ｅ：１５．０％以下、Ｚｒ：０．２％以下、Ｎｂ＋Ｔａ
：３．０％以下の１種または２種以上、残部実質的にＮ
ｉよりなることを特徴としている。
０．２０％、Ｓｉ：０．６０％以下、Ｍｎ：０．４０％
以下、Ｃｒ：１０．Ｏ〜２０．０％、Ｍｏ：２．５〜７
．０％、Ａ文：２．０〜７．０％、Ｔｉ：０．５〜４．
０％、Ｂ：０．００５〜０．１０％、 ＲＥＭ：０．２
０％以下、Ｓｅ：０．００５％以下、必要に応じて、Ｆ
ｅ：１５．０％以下、Ｚｒ：０．２％以下、Ｎｂ＋Ｔａ
：３．０％以下の１種または２種以上、残部実質的にＮ
ｉよりなることを特徴としている。
次に、この発明による耐熱合金の成分範囲（重量％）の
限定理由について説明する。
限定理由について説明する。
Ｃ： ：０．０５〜０．２０％
ＣはＣｒ、Ｔｉと結合して炭化物を形成し、高温強度を
高めるために有効な元素であって、このような効果を得
るためには０，０５％以上含有させることが必要である
。しかし、多量に添加すると靭延性が損なわれ、例えば
タービンブレードを破損しやすくなるので０．２０％以
下に限定した。
高めるために有効な元素であって、このような効果を得
るためには０，０５％以上含有させることが必要である
。しかし、多量に添加すると靭延性が損なわれ、例えば
タービンブレードを破損しやすくなるので０．２０％以
下に限定した。
Ｓｉ：０．６０％以下
Ｓｉは溶製時に脱酸剤として作用する元素であり、合金
中の非金属介在物を減少させるのに有効であるが、多す
ぎると靭延性を低下させるので０．６０％以下に限定し
た。
中の非金属介在物を減少させるのに有効であるが、多す
ぎると靭延性を低下させるので０．６０％以下に限定し
た。
Ｍｎ：０．４０％以下
Ｍｎは溶製時に脱酸および脱硫剤として作用する元素で
あり、合金の清浄度を高めるのに有効であるが、多すぎ
ると高温における耐酸化性を低下させるので０．４０％
以下に限定した。
あり、合金の清浄度を高めるのに有効であるが、多すぎ
ると高温における耐酸化性を低下させるので０．４０％
以下に限定した。
Ｃｒ： １０．０〜２０．０％
Ｃｒは耐熱合金に必要な耐食性および耐酸化性を確保す
るために有効な元素であって、このような効果を得るた
めには１０．０％以上添加する必要がある。しかし、多
すぎると靭延性を低下させるので２０．０％以下に限定
した。
るために有効な元素であって、このような効果を得るた
めには１０．０％以上添加する必要がある。しかし、多
すぎると靭延性を低下させるので２０．０％以下に限定
した。
Ｍｏ：２．５−７．０％
ＭＯは高温引張強度および高温クリープ破断強度等の高
温特性を向上させるのに有効な元素であり、このような
効果を得るために２．５％以上含有させる。しかし、必
要以上に添加しても上記した高温強度改善の効果はさほ
ど向上せず、かえって高価なものとなるので７．０％以
下に限定した。
温特性を向上させるのに有効な元素であり、このような
効果を得るために２．５％以上含有させる。しかし、必
要以上に添加しても上記した高温強度改善の効果はさほ
ど向上せず、かえって高価なものとなるので７．０％以
下に限定した。
Ａ文＝２．０〜７．０％
／ｌは高温強度の改善に有効な元素であり、このような
効果を得るために２．０％以上含有させる。しかし、多
すぎるとかえって強度の低下をきたすので７．０％以下
に限定した。
効果を得るために２．０％以上含有させる。しかし、多
すぎるとかえって強度の低下をきたすので７．０％以下
に限定した。
Ｔｉ：０．５〜４．０％
ＴｉはＮｉおよび／ｌと結合して高温強度を向上させる
のに有効な元素であり、このような効果を得るために０
．５％以上添加する必要がある。
のに有効な元素であり、このような効果を得るために０
．５％以上添加する必要がある。
しかし、多すぎるとかえって高温特性が劣化するので４
．０％以下に限定した。
．０％以下に限定した。
Ｂ：０．００５〜０．１０％
Ｂは強度の向上に寄与する元素であり、このような効果
を得るために０．００５％以上含有させる。しかし、０
．１０％を超えて添加してもあまり効果の向上はみられ
ないので０．１０％以下とした。
を得るために０．００５％以上含有させる。しかし、０
．１０％を超えて添加してもあまり効果の向上はみられ
ないので０．１０％以下とした。
ＲＥＭ： ０．２０％以下
ＲＥＭ（希土類元素の１種または２種以上）はＮｉ基耐
熱合金の高温延性を向上させると共に、ＳおよびＳｅと
の親和力が強く、原料スクラップから混入されるＳｅを
除去し、あるいはＳｅおよびＳによる害をなくし、とく
にＳｅによるクリープ破断強度への悪影響をなくすため
に添加する元素である。そして、溶製時にＲＥＭを添加
することによってＳｅの含有量を望ましい値にまで低減
できるならば、ＲＥＭは合金中に必ずしも残存していな
くとも良いものである。しかし、ＲＥＭ添加による高温
延性の向上および脱Ｓｅの効果を高めるためには１合金
中に０．２０％以下の範囲で含有されていても大きな支
障はなく、鋳造性は良好に維持されるので０．２０％以
下とした。
熱合金の高温延性を向上させると共に、ＳおよびＳｅと
の親和力が強く、原料スクラップから混入されるＳｅを
除去し、あるいはＳｅおよびＳによる害をなくし、とく
にＳｅによるクリープ破断強度への悪影響をなくすため
に添加する元素である。そして、溶製時にＲＥＭを添加
することによってＳｅの含有量を望ましい値にまで低減
できるならば、ＲＥＭは合金中に必ずしも残存していな
くとも良いものである。しかし、ＲＥＭ添加による高温
延性の向上および脱Ｓｅの効果を高めるためには１合金
中に０．２０％以下の範囲で含有されていても大きな支
障はなく、鋳造性は良好に維持されるので０．２０％以
下とした。
Ｓｅ：０．００５％以下
Ｓｅは電磁材料や快削鋼等のスクラップ原料中から混入
するおそれが大である元素で、Ｎ１基耐熱合金の高温強
度、とくに高温クリープ破断強度を劣化させるので、上
記ＲＥＭの添加によって０．００５％以下に規制する必
要がある。
するおそれが大である元素で、Ｎ１基耐熱合金の高温強
度、とくに高温クリープ破断強度を劣化させるので、上
記ＲＥＭの添加によって０．００５％以下に規制する必
要がある。
Ｆｅ：１５．０％以下
Ｆｅは基地の強度を高めるのに有効な元素であるので、
必要に応じて上記基本成分に添加することができる。し
かし、多すぎると耐食性を劣化させるので１５．０％以
下に限定した。
必要に応じて上記基本成分に添加することができる。し
かし、多すぎると耐食性を劣化させるので１５．０％以
下に限定した。
Ｚｒ：０．２％以下
Ｚｒは基地の強度、とくに高温強度を高めるのに有効な
元素であるので、必要に応じて上記基本成分に添加する
ことができる。しかし、０．２％を超えて添加してもさ
ほど効果の向上はみられないので０．２％以下に限定し
た。
元素であるので、必要に応じて上記基本成分に添加する
ことができる。しかし、０．２％を超えて添加してもさ
ほど効果の向上はみられないので０．２％以下に限定し
た。
Ｎｂ＋Ｔａ （いずれか一方がＯである場合を含む）：
３．０％以下 Ｎｂ、Ｔａは基地の強度、とくに高温強度を高めるのに
有効な元素であるので、必要に応じて上記基本成分に添
加することができる。しかし、多すぎると加工性を劣化
させるので３．０％以下に限定した。
３．０％以下 Ｎｂ、Ｔａは基地の強度、とくに高温強度を高めるのに
有効な元素であるので、必要に応じて上記基本成分に添
加することができる。しかし、多すぎると加工性を劣化
させるので３．０％以下に限定した。
Ｎｉ：残部
Ｎｉは安定したオーステナイト組織を形成して耐食性お
よび耐熱性の向上に寄与する元素であるので残部とした
。
よび耐熱性の向上に寄与する元素であるので残部とした
。
（実施例）
この実施例では、第１表に示す化学成分の合金を溶製し
た。
た。
この溶製に際しては、電磁材料および快削鋼のスクラッ
プを含む原料を２５ｋｇ高周波真空誘導炉（真空度Ｉ
Ｔｏｒｒ以下）により１５８０℃に溶解し、脱酸終了１
０分経過後に装入重量当り０．０１〜０．１％のＲＥＭ
（この実施例ではＬａ）を添加し、添加後１０分間保
持したのち鋳型内に鋳造した。また、比較のためにＲＥ
Ｍを添加しない溶湯を同様にして鋳型内に鋳造した。
プを含む原料を２５ｋｇ高周波真空誘導炉（真空度Ｉ
Ｔｏｒｒ以下）により１５８０℃に溶解し、脱酸終了１
０分経過後に装入重量当り０．０１〜０．１％のＲＥＭ
（この実施例ではＬａ）を添加し、添加後１０分間保
持したのち鋳型内に鋳造した。また、比較のためにＲＥ
Ｍを添加しない溶湯を同様にして鋳型内に鋳造した。
このようにして得た各鋳塊の化学成分は第１表に示すと
おりである。
おりである。
次に、各鋳塊から試験片を採取して高温クリープ破断試
験および高温引張試験を行った。これらの試験において
、高温クリープ破断試験片としては直径６．４０ｍｍ、
標点開側ｌ１ｉｌ！２５．４ｍｍのものを使用し、高温
引張試験片としては直径６．２５ｍｍ、標点間距離２５
．０ｍｍのものを使用した。
験および高温引張試験を行った。これらの試験において
、高温クリープ破断試験片としては直径６．４０ｍｍ、
標点開側ｌ１ｉｌ！２５．４ｍｍのものを使用し、高温
引張試験片としては直径６．２５ｍｍ、標点間距離２５
．０ｍｍのものを使用した。
これらの結果を第２表に示す。
第２表に示すように、ＲＥＭの一例としてＬａを添加し
たものは、ＲＥＭを添加しないものに比べて高温特性に
優れており、とくに高温クリープ破断強爪および延性に
優れていることが明らかである。
たものは、ＲＥＭを添加しないものに比べて高温特性に
優れており、とくに高温クリープ破断強爪および延性に
優れていることが明らかである。
なお、ＲＥＭのうち、Ｌａを用いるのが総合的な観点か
ら好ましいが、Ｃｅ、Ｐｒ、ミツシュメタル等のＲＥＭ
の中から適宜選んで使用することもできることがわかっ
た。
ら好ましいが、Ｃｅ、Ｐｒ、ミツシュメタル等のＲＥＭ
の中から適宜選んで使用することもできることがわかっ
た。
（発明の効果）
以上説明してきたように、この発明によるＮｉ基耐熱合
金は、重量％で、Ｃ：０．０５〜０．２０％、Ｓｉ：０
．６０％以下、Ｍｎ：０．４０％以下、Ｃｒ：ｌＯ，Ｏ
〜２０．０％、Ｍｏ：２．５〜７．０％、Ａｕ ： ２
、 Ｏ〜７ 、０％、Ｔｉ：０．５〜４．０％、Ｂ：
０．００５〜０．１０％、ＲＥＭ：０．２０％以下、Ｓ
ｅ： ０．００５％以下、必要に応、じて、Ｆｅ：１５
．０％以下、Ｚｒ：０．２％以下、Ｎｂ＋Ｔａ：３．０
％以下の１種または２種以上、残部実質的にＮｉよりな
るものであるから、溶解原料として電磁材料や快削鋼等
のスクラップを使用したときでも、耐熱性はもちろんの
こと特に高温クリープ破断特性にすぐれたものであり、
斜進成形によって耐熱性の良好な複雑形状部品を製造す
る場合の素材として特に好適であるという著大なる効果
をもたらしうるものである。
金は、重量％で、Ｃ：０．０５〜０．２０％、Ｓｉ：０
．６０％以下、Ｍｎ：０．４０％以下、Ｃｒ：ｌＯ，Ｏ
〜２０．０％、Ｍｏ：２．５〜７．０％、Ａｕ ： ２
、 Ｏ〜７ 、０％、Ｔｉ：０．５〜４．０％、Ｂ：
０．００５〜０．１０％、ＲＥＭ：０．２０％以下、Ｓ
ｅ： ０．００５％以下、必要に応、じて、Ｆｅ：１５
．０％以下、Ｚｒ：０．２％以下、Ｎｂ＋Ｔａ：３．０
％以下の１種または２種以上、残部実質的にＮｉよりな
るものであるから、溶解原料として電磁材料や快削鋼等
のスクラップを使用したときでも、耐熱性はもちろんの
こと特に高温クリープ破断特性にすぐれたものであり、
斜進成形によって耐熱性の良好な複雑形状部品を製造す
る場合の素材として特に好適であるという著大なる効果
をもたらしうるものである。
特許出願人 大同特殊鋼株式会社
代理人弁理士 小 塩 豐
Claims (2)
- （１）正量％で、Ｃ：０．０５〜０．２０％、Ｓｉ：０
．６０％以下、Ｍｎ：０．４０％以下、Ｃｒ： １０．
０〜２０．０％、Ｍｏ：２．５〜７．０％、Ａ文、２．
０〜７．０％、Ｔｉ：０．５〜４．０％、Ｂ：０．００
５〜０．１０％、ＲＥＭ：０．２０％以下、Ｓｅ：０．
００５％以下、残部実質的にＮｉよりなることを特徴と
するＮｉ基耐熱合金。 - （２）重量％で、Ｃ：０．０５〜０．２０％、Ｓｉ：０
．６０％以下、Ｍｎ：０．４０％以下、Ｃｒ：ｌＯ，Ｏ
〜２０．０％、Ｍｏ：２．５〜７．０％、Ａ文＝２．０
〜７．０％、Ｔｉ二０．５〜４．０％、Ｂ：０．００５
〜０．１０％、ＲＥＭ：０．２０％以下、Ｓｅ：０．０
０５％以下、およびＦｅ：ｉ５．０％以下、Ｚｒ：０．
２％以下、Ｎｂ＋ＴＢ：３．０％以下の１種または２種
以上、残部実質的にＮｉよりなることを特徴とするＮｉ
基耐熱合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11389584A JPS60258444A (ja) | 1984-06-05 | 1984-06-05 | 耐熱合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11389584A JPS60258444A (ja) | 1984-06-05 | 1984-06-05 | 耐熱合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60258444A true JPS60258444A (ja) | 1985-12-20 |
Family
ID=14623832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11389584A Pending JPS60258444A (ja) | 1984-06-05 | 1984-06-05 | 耐熱合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60258444A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007254804A (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Daido Steel Co Ltd | Ｎｉ基合金 |
| EP2913418A1 (en) | 2014-02-28 | 2015-09-02 | Daido Steel Co.,Ltd. | Turbine wheel of automotive turbocharger and method for producing the same |
-
1984
- 1984-06-05 JP JP11389584A patent/JPS60258444A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007254804A (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Daido Steel Co Ltd | Ｎｉ基合金 |
| EP2913418A1 (en) | 2014-02-28 | 2015-09-02 | Daido Steel Co.,Ltd. | Turbine wheel of automotive turbocharger and method for producing the same |
| US9738954B2 (en) | 2014-02-28 | 2017-08-22 | Daido Steel Co., Ltd. | Turbine wheel of automotive turbocharger and method for producing the same |
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