JPS61147834A - 耐食性高強度Ｎｉ基合金 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は硫酸、塩酸、フン酸等の非酸化性の酸に対する
良好な耐食性を有する高強度Ｎｉ基合金に関する。

〔従来の技術及びその問題点〕

硫酸、塩酸、フン酸などの非酸化性の酸に対して良好な
耐食性を有する合金としては、アロイ６２５やハステロ
イＣなどの固溶強化型Ｎｉ基合金が知られている。しか
しこれらの合金はいずれも強度が十分でなく、その引張
強さは通常の熱処理状態では１００Ｋｇｆ／ｍｍ’以下
である。

一方、アロイ７１８などの析出強化型のＮｉ基合金の中
には引張強さが１１０Ｋｇｆ　／　ｍａ＋　’を越える
高強度合金が多数存在するが、これらはいずれも酸に対
する耐食用に開発されたものでないため、とくに硫酸、
塩酸、フン酸などの非酸化性の酸に対する耐食性が十分
でない、また高強度耐食材料としては１７−４ＰＲなど
の析出硬化型ステンレス鋼があるが、これらは硝酸など
の酸化性の酸に対しては十分な耐食性を有するものの、
硫酸、塩酸、フン酸などの非酸化性の酸に対してはほと
んど耐食性がない。従って、樹脂やゴム等の成形装置部
品、１電気メッキ用部品、半導体製造装置部品などの用
途に対して、従来合金は寿命が短いという欠点があった
。

本発明の目的は硫酸、塩酸、フン酸などの非酸化性の酸
に対する良好な耐食性を有する高強度Ｎｉ基合金を提供
することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のＮｉ基合金は、重量で４〜１６％のＣｒ、９〜
２０％のＭｏ、　０．２〜２％のＡｌ、０．５〜４％の
Ｔｉ、　１０％以下のＦｅ及び０、１％以下のＣと、６
％以下のＮｂ及び１２％以下のＴａの１種又は２種とを
含み、Ｔｉ　＋　ＩＡＮｂ＋　％Ｔａが２〜５％であり
、残部は不純物以外実質的にＮｉよりなる。

Ｃｒは耐食性を高めるのに必要な元素である。最低４％
ないと有効な耐食効果が得られないが、１６％を越える
と有害な金属間化合物を生成し、合金の延性を低める。

従って、Ｃｒは４〜１６％である。好ましいＣｒの範囲
は７〜１４％である。

Ｍｏは非酸化性の酸に対する耐食性を高めるのに不可欠
な元素であり、最低９％は必要であるが２０％を越える
と有害な金属間化合物を生成しかえって耐食性を低下さ
せると同時に合金の延性を低め、また熱間加工性を劣化
させる。従って、Ｍｏは９〜２０％である。好ましい範
囲は１０〜１７％である。

ＡＩはγ′相あるいはＴ“相を安定に析出させるために
不可欠な元素であり、最低０．２％は必要であるが、２
％を越えると熱間加工性を悪くする。従って、ＡＩは０
．２〜２％である。好ましい範囲は０．３〜１％、特に
０．４〜０．６％である。

ＴｉはＮｉ３（ＡＩ、　Ｔｉ）で表わされるγ′相を生
成し、析出強化するのに不可欠な元素であり、最低０．
５％は必要であるが、４％を越えると熱間加工性が劣化
するので、０．５％〜４％に限定する。好ましい範囲は
１〜３％、特に１〜２％である。

Ｆｅは熱間加工性を高める作用があるので、若干量は有
用であるが、過度に多くなると耐食性および強度を劣化
させるので１０％以下に限定する。好ましくは８％以下
である。

ＣはＴｉｓ　Ｍｏ５Ｔａなどと結びついて安定なＭＣ型
炭化物を生成し、固溶化処理に際してオーステナイト結
晶粒の過度の粗大化を防止する役割りを果すので若干量
は必要であるが、Ｃが０．１％を越えると炭化物を過度
に生成し、熱間加工性を害するので、Ｃは０．１％以下
に限定する。好ましくは０．０１〜０．０５％である。

ＮｂまたはＴａはＮｉ３　　（＾ｌ、　Ｎｂ、　Ｔａ）
で表わされるＴ＃相を生成する。γ′相はγ′相と同様
析出強化作用があるので、一部のγ′相をＴ＃相で置換
することができる。同一析出量あたりの析出強化効果は
Ｔ＃の方がγ′よりむしろ大きいので、若干量のＴ＃が
存在することが望ましいが、γ“はγ′より延性低下作
用が大きいので、すべてのγ′をＴ″で置換することは
延性を極端に低下して好ましくない。

またγ“を生成するのに必要なＮｂあるいはＴａのいず
れも過度に添加量が多くなると熱間加工性を著しく劣化
させるので、Ｎｂ及びＴａはそれぞれ６％及び１２％以
下に限定する。好ましくはＮｂは５％以下、Ｔａは８％
以下である。

Ｔｉ、　Ｎｂ及びＴａはいずれもＮｉ３（Ａｌ、Ｔｉ、
　Ｎｂ、　Ｔａ）型の析出強化相を生成する元素であり
、相互に互換性があるが、析出強化相の量が少なすぎる
と十分な強度が得られず、また多すぎると延性を低下し
、熱間加工性を劣化させる。従って、これらの元素の総
量は同一元素当量で換算した場合ある一定の範囲になけ
ればならない、　ＮｂおよびＴａの原子量はＴｉのそれ
に対し、それぞれほぼ２倍及び４倍であるので、Ｔｉ当
量をＴｉ＋％Ｎｂ＋％Ｔａで表わせば、本発明合金の場
合、この量が２〜５％の範囲にあることが必要である。

好ましい範囲は２．５〜４％である。

Ｎｉは本発明合金を構成する基本元素であり、γ′及び
Ｔ“相を生成し、またオーステナイトマトリックスを安
定化する作用がある０本発明の合金は上記必須成分の他
にＣＯ％Ｗ、Ｂ及びＺｒ等を任意成分として含有しても
よい。Ｃｏ及びＷの量はそれぞれ５％以下であり、Ｂは
０．０５％以下、Ｚｒは０．３％以下である。そこで本
明細書において「実質的にＮｉｌという場合、Ｎｉの他
にＣｏ５Ｗ％　Ｂ５Ｚｒ等の任意成分を含有してもよい
ことを意味するものとする。

本発明合金に通常台まれる不純物元素としては、Ｓｔ、
Ｍｎ、Ｐ、　Ｓ、　Ｍｇ、　Ｃａ、　ＯｌＮ等がある。

これらはそれぞれ下記の範囲であれば、合金の特性を本
質的にそこなうことはない。

Ｓｔ　　　Ｏ，５％以下 Ｍｎ　　　１．０％以下 ｐ　　　ｏ、ｏｓ％以下 ｓ　　　ｏ、ｏｓ％以下 Ｍｇ　　　Ｏ，０５％以下 Ｃｏ　　　０．０３％以下 ０　　０．０１％以下 Ｎ　　　Ｏ，０２％以下 本発明合金は９５０〜１１５０℃で固溶化処理後６００
〜８００”Ｃで時効処理を施すことによってその高強度
特性が付与される。

〔実施例〕

第１表に示す組成の本発明合金及び従来合金を製造し、
第２表に示す条件で熱処理を施した。第１表のうちｍｌ
Ｏと磁１１はそれぞれ固溶強化型Ｎｉ基合金であるアロ
イ６２５及びハステロイＣであり、＆１２は析出強化型
Ｎｉ基合金のアロイ７１８であり、ｌＩ＆ｌ１３は析出
硬化型ステンレス鋼の１７−４ＰＨである。

第２表 ＯＱ：油浴急冷 へ〇：空冷 各合金について、それぞれ１０％硫酸の沸騰水溶液、５
％塩酸の沸騰水溶液及び２５％フン酸の室温水溶液中に
おける腐食速度を測定した。さらに、室温における機械
的性質として０．２％耐力、引張強さ、伸び、絞り及び
硬さを測定した。結果を第３表に示す。

第３表から本発明合金の８２　ＳＯ４、ＨＣＩ及びＨＦ
などの非酸化性の酸に対する耐食性はアロイ６２５やハ
ステロイＣとほぼ同等レベルであり、従来の析出強化型
Ｎｉ基合金のアロイ７１８に比べれば格段に優れている
ことがわかる。また、１７−４Ｐ）Ｉのような析出硬化
型ステンレス鋼は非酸化性の酸に対してほとんど耐食性
をもたないことがわかる。

一方本発明合金の強度はアロイ６２５やハステロイＣよ
り格段に高いことも第３表かられかる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明合金は硫酸、塩酸、フッ酸な
どの非酸化性の酸に対する良好な耐食性と高強度を兼ね
そなえている。従って、各種電気メッキ用コンダクタ−
ロール、塩素やフッ素を含むプラスチックの射出成形用
金型、スクリューなど、非酸化性の酸に対する耐食性と
高強度（高硬度）の両方が要求される部品に有利に使用
することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 重量で４〜１６％のＣｒ、９〜２０％のＭｏ、０．２〜
   ２％のＡｌ、０．５〜４％のＴｉ、１０％以下のＦｅ及
   び０．１％以下のＣと、６％以下のＮｂ及び１２％以下
   のＴａの１種又は２種とを含み、Ｔｉ＋（１／２）Ｎｂ
   ＋（１／４）Ｔａが２〜５％であり、残部は不純物以外
   実質的にＮｉよりなり、非酸化性の酸に対して良好な耐
   食性を有する高強度Ｎｉ基合金。