JPS61153250A - 耐ＳＣＣ性に優れた高強度Ｎｉ基合金部材 - Google Patents
耐ＳＣＣ性に優れた高強度Ｎｉ基合金部材Info
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- JPS61153250A JPS61153250A JP28035784A JP28035784A JPS61153250A JP S61153250 A JPS61153250 A JP S61153250A JP 28035784 A JP28035784 A JP 28035784A JP 28035784 A JP28035784 A JP 28035784A JP S61153250 A JPS61153250 A JP S61153250A
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- Japan
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- alloy
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- base material
- heat treatment
- inconel
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、原子炉用板バネ材等のＮｉ基合金部材に関し
、さらに詳しくは、高温水環境下において耐応力腐食蝕
刻れ感受性（耐ＳＣＣ性）にすぐれた高強度Ｎ１基合金
部材に関する。
、さらに詳しくは、高温水環境下において耐応力腐食蝕
刻れ感受性（耐ＳＣＣ性）にすぐれた高強度Ｎ１基合金
部材に関する。
従来、原子炉用バネ材等の高温水環境下で使用される部
材用合金としては、インコネルＸ ７！；０などの析出
硬化型Ｎｉ基合金が多用されている。このインコネル×
７！Ｏは、Ｃｒ を／４Ｉ〜／クチ程度含有することに
よって純Ｎｉ よりも耐食性が向上しており、また、Ｔ
ｉ を２．コＳ−２．クタチ、ＡＩをθ、４ｔ〜／、
０チ含むことによって、ｔｏｏ℃から７！ｆＯ℃の時効
熱処理を通じてＮｉ、（ＡＩ 、 ＴＩ ）が析出し、
これにより強度が著しく高くなることが知られている。
材用合金としては、インコネルＸ ７！；０などの析出
硬化型Ｎｉ基合金が多用されている。このインコネル×
７！Ｏは、Ｃｒ を／４Ｉ〜／クチ程度含有することに
よって純Ｎｉ よりも耐食性が向上しており、また、Ｔ
ｉ を２．コＳ−２．クタチ、ＡＩをθ、４ｔ〜／、
０チ含むことによって、ｔｏｏ℃から７！ｆＯ℃の時効
熱処理を通じてＮｉ、（ＡＩ 、 ＴＩ ）が析出し、
これにより強度が著しく高くなることが知られている。
９ 通常、７００ＭＰａ 以上の耐力
を得るためには、’ｙｏｏ℃の温度でＸ時間程度の時効
処理が行なわれている。
を得るためには、’ｙｏｏ℃の温度でＸ時間程度の時効
処理が行なわれている。
しかしながら、第６図に示すように、従来のインコネル
×７５０を用いて製造された部材においては、耐力を増
大させるためには時効処理時間を長くする必要があるが
、反対に、時効処理時間が長くなると耐食性が劣化して
ゆくことが、本発明者の研究により明らかとなった。
×７５０を用いて製造された部材においては、耐力を増
大させるためには時効処理時間を長くする必要があるが
、反対に、時効処理時間が長くなると耐食性が劣化して
ゆくことが、本発明者の研究により明らかとなった。
本発明は上述した点に鑑みてなされたものであり、従来
の部材と同等の高強度を維持し、かつ、耐食性、耐ＳＣ
Ｃ性にすぐれたＮｉ基合金部材を提供することを目的と
する。
の部材と同等の高強度を維持し、かつ、耐食性、耐ＳＣ
Ｃ性にすぐれたＮｉ基合金部材を提供することを目的と
する。
上記目的を達成するために、本発明に係る耐ＳＣＣ性に
優れた高強度Ｎｉ基合金部材は、Ｎｉ 基合金からなる
基材の表面に、該Ｎ１基合金と同質の合金材料を溶体化
処理してなる溶体化層が形成されていることを特徴とし
ている。
優れた高強度Ｎｉ基合金部材は、Ｎｉ 基合金からなる
基材の表面に、該Ｎ１基合金と同質の合金材料を溶体化
処理してなる溶体化層が形成されていることを特徴とし
ている。
第１図は、本発明の部材の模式断面図である。
すなわち、本発明の部材においては、インコネルスフ５
０等のＮｉ基合金基基材の表面に溶体化層−が被覆形成
されてなる。Ｎｉ 基合金としては、従来のインコネル
×７！θ等が用いられ、たとえば、重量比で、Ｃ：Ｏ２
０ざチ以下、ｓｔ ： ｏ、ｓｏチ以下、Ｍｎ ： ／
、００ ％以下、Ｓ ： ０，０１０ ％以下、Ｃｒ
： ／ＩＩ、０〜ｌり、０ｔＩＤ％ Ａｌ ： θ、４
１ｏ 〜 ／、００ チ、 Ｔｉ ： コ、コ５〜コ、
７ｓ％、 Ｆｅ ：Ｓ、θ〜り、θ ％、 Ｎｂ十Ｔａ
： ０．りθ 〜／、２０ ％、Ｃｕ：θ、！；０
％以下、Ｃｏ：／、００％以下、Ｚｒ ： （１）１
．２ｑ６ 以下を含み、残部がＮｉおよび付随的不純物
からなるＮｉ基合金が用いられ得る。
０等のＮｉ基合金基基材の表面に溶体化層−が被覆形成
されてなる。Ｎｉ 基合金としては、従来のインコネル
×７！θ等が用いられ、たとえば、重量比で、Ｃ：Ｏ２
０ざチ以下、ｓｔ ： ｏ、ｓｏチ以下、Ｍｎ ： ／
、００ ％以下、Ｓ ： ０，０１０ ％以下、Ｃｒ
： ／ＩＩ、０〜ｌり、０ｔＩＤ％ Ａｌ ： θ、４
１ｏ 〜 ／、００ チ、 Ｔｉ ： コ、コ５〜コ、
７ｓ％、 Ｆｅ ：Ｓ、θ〜り、θ ％、 Ｎｂ十Ｔａ
： ０．りθ 〜／、２０ ％、Ｃｕ：θ、！；０
％以下、Ｃｏ：／、００％以下、Ｚｒ ： （１）１
．２ｑ６ 以下を含み、残部がＮｉおよび付随的不純物
からなるＮｉ基合金が用いられ得る。
基材／は常法に従い時効熱処理が施こされていることか
好ましいが、本発明においては、溶体化層−が、基材／
と同質の材料を溶体化処理してなることを特徴としてい
る。
好ましいが、本発明においては、溶体化層−が、基材／
と同質の材料を溶体化処理してなることを特徴としてい
る。
本発明において、溶体化処理とは、合金をその溶解度以
上の温度に均熱して比較的短時間保持したのち急冷し、
固溶体の状態を常温にもち来たす処理をいう。この溶体
化処理の温度は、合金の組成によって最適値が選ばれる
が、通常上記のよりなＮｉ基合金の場合は、７０００〜
１２００℃ の範囲が好ましい。
上の温度に均熱して比較的短時間保持したのち急冷し、
固溶体の状態を常温にもち来たす処理をいう。この溶体
化処理の温度は、合金の組成によって最適値が選ばれる
が、通常上記のよりなＮｉ基合金の場合は、７０００〜
１２００℃ の範囲が好ましい。
この溶体化層コの形成方法としては、溶体化層を構成す
る材料を、ローラまたはプレス等により圧着する方法の
他、爆着や溶射法などの従来行なわれている金属膜形成
技術が適用され得る。圧着法による場合は、溶体化層の
厚さを均一に形成できるため、機械加工前の表面加工が
不要になる等の利点がある。また、熱処理硬化型ニッケ
ル基合金からなる基材をまず時効熱処理したのち、この
基材の表面層のみを、レーザ等の加熱手段で溶体化処理
して溶体化層−を形成することも可能である。
る材料を、ローラまたはプレス等により圧着する方法の
他、爆着や溶射法などの従来行なわれている金属膜形成
技術が適用され得る。圧着法による場合は、溶体化層の
厚さを均一に形成できるため、機械加工前の表面加工が
不要になる等の利点がある。また、熱処理硬化型ニッケ
ル基合金からなる基材をまず時効熱処理したのち、この
基材の表面層のみを、レーザ等の加熱手段で溶体化処理
して溶体化層−を形成することも可能である。
溶体化層を形成したのち、基材と溶体化層との接合性を
高めるために、レーザあるいはＥＢ等により圧着部のみ
を短時間高温焼鈍することも好ましい。
高めるために、レーザあるいはＥＢ等により圧着部のみ
を短時間高温焼鈍することも好ましい。
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこ
れら実施例に限定されるものではない。
れら実施例に限定されるものではない。
−す
第２図、第３図は、本発明の部材が沸騰水□型原子炉（
ＢＷＲ）に使用されるフィンガースプリングである場合
の具体例であり、第一図はその外観図、第３図はそのＸ
−Ｙ軸の断面図である。すなわち、この実施例では、時
効熱処理されたインコネルＸ７ＳＯ合金を基材／とし、
この基材／を溶体化熱処理（１ｏｏｏ〜／２００℃で３
θ分以上）したインコネルスフ３０合金材料を溶体化層
λとして被覆したものである。この部材の製造は、第９
図に示すように、あらかじめ時効熱処理を施こした基材
／に、溶体化処理を施こした溶体化層コを圧着し、しか
る後に第一図に示すバネ材に機械加工して行なわれる。
ＢＷＲ）に使用されるフィンガースプリングである場合
の具体例であり、第一図はその外観図、第３図はそのＸ
−Ｙ軸の断面図である。すなわち、この実施例では、時
効熱処理されたインコネルＸ７ＳＯ合金を基材／とし、
この基材／を溶体化熱処理（１ｏｏｏ〜／２００℃で３
θ分以上）したインコネルスフ３０合金材料を溶体化層
λとして被覆したものである。この部材の製造は、第９
図に示すように、あらかじめ時効熱処理を施こした基材
／に、溶体化処理を施こした溶体化層コを圧着し、しか
る後に第一図に示すバネ材に機械加工して行なわれる。
このようにして得られた部材の機械的強度および耐食性
を評価するため、耐力、のび率、ヤング率、腐食減量お
よびｓｅｃ感受性を調べた。腐食減量は、ＡＳＴＭＡ；
１６１’Ｈに規定された腐食試験により行ない、ＳＣＣ
感受性は、すきま付き８ＣＣ試験（ＣＢＢ試験片を２１
１！：℃、？Ｏａｔｍの高温純水中にＳＯθ時間浸漬し
たのち、き裂の有無を判断する）により調べた。比較の
ために、従来のインコネルスフ５０合金部材を、／／！
０℃／／ｈ、り００℃７ａｏｂの条件で熱処理したもの
（比較例１）および上記部材な／／！０℃／ｉｂの条件
で溶体化処理したもの（比較例コ）についても試験した
。試験結果を下記第１表に示す。
を評価するため、耐力、のび率、ヤング率、腐食減量お
よびｓｅｃ感受性を調べた。腐食減量は、ＡＳＴＭＡ；
１６１’Ｈに規定された腐食試験により行ない、ＳＣＣ
感受性は、すきま付き８ＣＣ試験（ＣＢＢ試験片を２１
１！：℃、？Ｏａｔｍの高温純水中にＳＯθ時間浸漬し
たのち、き裂の有無を判断する）により調べた。比較の
ために、従来のインコネルスフ５０合金部材を、／／！
０℃／／ｈ、り００℃７ａｏｂの条件で熱処理したもの
（比較例１）および上記部材な／／！０℃／ｉｂの条件
で溶体化処理したもの（比較例コ）についても試験した
。試験結果を下記第１表に示す。
第７表
上記第７表の試験結果から明らかなように、本発明の部
材は、従来材（比較例１）の持つ優れた機械的強度と、
溶体化材（比較例２）が有する優れた耐食性と耐ＳＣＣ
性の双方を具備している。
材は、従来材（比較例１）の持つ優れた機械的強度と、
溶体化材（比較例２）が有する優れた耐食性と耐ＳＣＣ
性の双方を具備している。
また、比較例／と比較例２のヤング率が等しいことから
もわかるように、本発明材においては、基材と溶体化層
との境界部における、熱膨張や応力負荷に起因するせん
断応力による剥離が起こりにくい。
もわかるように、本発明材においては、基材と溶体化層
との境界部における、熱膨張や応力負荷に起因するせん
断応力による剥離が起こりにくい。
また、熱処理硬化型Ｎｉ基合金（たとえば、インコネル
Ｘ ７！ｆＯ，インコネル７／ｇ、ナイモニツクＰＥ／
Ａ等）を基材とし、この基材表面に非熱処理硬化型Ｎｉ
基合金（たとえば、インコネル６２５゜ハステロイＣ，
ハステロイＸ等）を用いた溶体化層を形成した部材の場
合にも、上記本発明の実施例と同様の効果が得られる。
Ｘ ７！ｆＯ，インコネル７／ｇ、ナイモニツクＰＥ／
Ａ等）を基材とし、この基材表面に非熱処理硬化型Ｎｉ
基合金（たとえば、インコネル６２５゜ハステロイＣ，
ハステロイＸ等）を用いた溶体化層を形成した部材の場
合にも、上記本発明の実施例と同様の効果が得られる。
この場合は、溶体化層を形成（圧着）する前に基材をあ
らかじめ時効処理しておく必要がなく、形成後または機
械加工が終了したのちに時効熱処理を施こすことができ
るため、製造工程を簡略化することが可能となる。
らかじめ時効処理しておく必要がなく、形成後または機
械加工が終了したのちに時効熱処理を施こすことができ
るため、製造工程を簡略化することが可能となる。
さらにまた、時効硬化処理した耐力の高い熱処理硬化型
Ｎｉ基合金（インコネル７０６．インコネル’／／ｇ、
ナイセニックＰＥ／Ａ等）を基材とし、この基材表面に
、熱処理硬化型、または非熱処理硬化型Ｎ１基合金を溶
体化処理したものを被覆形成して得た部材の場合でも、
上記と同様の効果が得られる。
Ｎｉ基合金（インコネル７０６．インコネル’／／ｇ、
ナイセニックＰＥ／Ａ等）を基材とし、この基材表面に
、熱処理硬化型、または非熱処理硬化型Ｎ１基合金を溶
体化処理したものを被覆形成して得た部材の場合でも、
上記と同様の効果が得られる。
９１．２
ＢＷＲ構造材用高強度ボルトの製造例について説明する
。第９図は、製造工程を示す概略断面図である。まず、
溶体化した時効硬化型Ｎｉ基合金（インコネル×７！；
０．インコネル７／を等）からなる素材丸棒を基材ｌと
する（第Ｓ図（ａ））。次いで、この基材ｌの表面に非
熱処理硬化Ｎｉ基合金（ハステロイＣ，インコネル６２
３等）を、圧着、爆着または溶射によって被覆形成する
（第５図（ｂ））。
。第９図は、製造工程を示す概略断面図である。まず、
溶体化した時効硬化型Ｎｉ基合金（インコネル×７！；
０．インコネル７／を等）からなる素材丸棒を基材ｌと
する（第Ｓ図（ａ））。次いで、この基材ｌの表面に非
熱処理硬化Ｎｉ基合金（ハステロイＣ，インコネル６２
３等）を、圧着、爆着または溶射によって被覆形成する
（第５図（ｂ））。
さらに、転造したのち（第Ｓ図（Ｃ））、熱処理を施こ
すことによって耐ＳＣＣ性にすぐれた高強度ボルトが得
られる。
すことによって耐ＳＣＣ性にすぐれた高強度ボルトが得
られる。
なお、他のＢＷＲ用構造部材の場合も同様にして製造し
得る。たとえば、部材に応じて圧着後、鍛造、引き抜等
の加工によって所望の製品を得ることができる。
得る。たとえば、部材に応じて圧着後、鍛造、引き抜等
の加工によって所望の製品を得ることができる。
以上説明したように、本発明のＮｉ基合金部材は、機械
的強度のすぐれたＮｉ基合金基材の表面に耐５ＣＣ１耐
食性にすぐれた溶体化層が被覆形成されているので、高
温水環境下における耐ＳＣＣと機械的強度の双方が要求
される原子炉構造用部材としてすこぶる有用である。
的強度のすぐれたＮｉ基合金基材の表面に耐５ＣＣ１耐
食性にすぐれた溶体化層が被覆形成されているので、高
温水環境下における耐ＳＣＣと機械的強度の双方が要求
される原子炉構造用部材としてすこぶる有用である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の部材の概略断面図、第一図は本発明の
実施例に係るバネ材の外観図、第３図はその断面図、第
１図および第Ｓ図は製造工程を示す断面図、第６図は従
来材の耐力、腐食減量を示すグラフである。 ／・・・基材、コ・・・溶体化層。 藁やｌ Σ
実施例に係るバネ材の外観図、第３図はその断面図、第
１図および第Ｓ図は製造工程を示す断面図、第６図は従
来材の耐力、腐食減量を示すグラフである。 ／・・・基材、コ・・・溶体化層。 藁やｌ Σ
Claims (1)
- Ｎｉ基合金からなる基材の表面に、該Ｎｉ基合金と同質
の合金材料を溶体化処理してなる溶体化層が形成されて
いることを特徴とする、耐ＳＣＣ性に優れた高強度Ｎｉ
基合金部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28035784A JPS61153250A (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | 耐ＳＣＣ性に優れた高強度Ｎｉ基合金部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28035784A JPS61153250A (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | 耐ＳＣＣ性に優れた高強度Ｎｉ基合金部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61153250A true JPS61153250A (ja) | 1986-07-11 |
Family
ID=17623876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28035784A Pending JPS61153250A (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | 耐ＳＣＣ性に優れた高強度Ｎｉ基合金部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61153250A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109338260A (zh) * | 2018-11-29 | 2019-02-15 | 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 | 一种恢复gh4169合金锻件焊接组件缺口持久性能的热处理工艺 |
-
1984
- 1984-12-27 JP JP28035784A patent/JPS61153250A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109338260A (zh) * | 2018-11-29 | 2019-02-15 | 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 | 一种恢复gh4169合金锻件焊接组件缺口持久性能的热处理工艺 |
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