JPS61157653A - 耐食性に優れた高強度Ｎｉ基合金 - Google Patents
耐食性に優れた高強度Ｎｉ基合金Info
- Publication number
- JPS61157653A JPS61157653A JP27596384A JP27596384A JPS61157653A JP S61157653 A JPS61157653 A JP S61157653A JP 27596384 A JP27596384 A JP 27596384A JP 27596384 A JP27596384 A JP 27596384A JP S61157653 A JPS61157653 A JP S61157653A
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- Japan
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- corrosion resistance
- resistance
- less
- base alloy
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- Pending
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- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、Ｎｉ基合金に関し、さらに詳しくは、高温高
圧水環境下において耐食性ならびに耐応力腐食割れ感受
性（耐ＳＣＣ性ンにすぐれた高強度Ｎｉ基合金に関する
。
圧水環境下において耐食性ならびに耐応力腐食割れ感受
性（耐ＳＣＣ性ンにすぐれた高強度Ｎｉ基合金に関する
。
従来、原子炉用バネ材などの高温水中で使用される部材
用合金として、インコネルＸ７５０、インコネル７１８
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Ｘ７５０は、Ｏｒを１４〜１７％程度含有する
ことによって純Ｎ１よりも耐食性が向上しており、また
、Ｔｉを２．２５〜２．７５％、Ａｌを０．４〜１．０
％含むことによって７００”Ｃから７５０℃の時効熱処
理を通じて結晶粒界にγ′相やγ′相が析出し、これに
より強度が著しく高くなることが知られている。通常、
７００ＭＰａ以上の耐力を得るためには、７００℃の温
度で２０時間以上の時効処理が行なわれている。
用合金として、インコネルＸ７５０、インコネル７１８
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Ｘ７５０は、Ｏｒを１４〜１７％程度含有する
ことによって純Ｎ１よりも耐食性が向上しており、また
、Ｔｉを２．２５〜２．７５％、Ａｌを０．４〜１．０
％含むことによって７００”Ｃから７５０℃の時効熱処
理を通じて結晶粒界にγ′相やγ′相が析出し、これに
より強度が著しく高くなることが知られている。通常、
７００ＭＰａ以上の耐力を得るためには、７００℃の温
度で２０時間以上の時効処理が行なわれている。
しかしながら、上記従来のＮｉ基合金は、熱処理時間が
長くなるほど機械的強度は増大するが、逆に耐食性が劣
化するという問題がある。
長くなるほど機械的強度は増大するが、逆に耐食性が劣
化するという問題がある。
第１図は、従来のインコネルｘ７５０について、時効熱
処理時間に対する耐力ならびに腐食減量の変化を表わす
グラフである。ここで時効熱処理は、１０９３℃／１ｈ
の溶体化処理後に７０４℃の条件で行ない、腐食減量は
Ｊ ｌ５ＧＯ５７２に規定された腐食試験により測定し
たものである。
処理時間に対する耐力ならびに腐食減量の変化を表わす
グラフである。ここで時効熱処理は、１０９３℃／１ｈ
の溶体化処理後に７０４℃の条件で行ない、腐食減量は
Ｊ ｌ５ＧＯ５７２に規定された腐食試験により測定し
たものである。
第１図の結果から明らかなように、従来のＮｉ基合金は
、時効熱処理時間が長くなる程、耐力が増大するととも
に耐食性が劣化することがわかる。
、時効熱処理時間が長くなる程、耐力が増大するととも
に耐食性が劣化することがわかる。
本発明は上述した点に鑑みてなされたものであり、機械
的強度と耐食性の双方にすぐれたＮｉ基合金を提供する
ことを目的とする。
的強度と耐食性の双方にすぐれたＮｉ基合金を提供する
ことを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る耐食性に優れ
た高強度Ｎｉ基合金は、重量比で、Ｃ：０．０５％以下
、Ｓｉ：０．３５％以下、Ｍｎ：０．３５％以下、Ｐ：
０．０１５％以下、Ｓ：０．０１５％以下、Ｎｉ：５０
〜５５％、Ｃｒ：１７〜２５％、Ａｌ：０．５〜２％、
Ｔｉ ：０．５％以下、Ｎｂ：３〜７％、Ｍｏ：２．８
〜８％を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物からな
ることを特徴とする。
た高強度Ｎｉ基合金は、重量比で、Ｃ：０．０５％以下
、Ｓｉ：０．３５％以下、Ｍｎ：０．３５％以下、Ｐ：
０．０１５％以下、Ｓ：０．０１５％以下、Ｎｉ：５０
〜５５％、Ｃｒ：１７〜２５％、Ａｌ：０．５〜２％、
Ｔｉ ：０．５％以下、Ｎｂ：３〜７％、Ｍｏ：２．８
〜８％を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物からな
ることを特徴とする。
本発明のＮｉ基合金は、原子炉構造部材として使用され
るバネ材のように、高温高圧水環境下において高い強度
と耐食性の双方が要求される部材用合金として広く適用
され得る。
るバネ材のように、高温高圧水環境下において高い強度
と耐食性の双方が要求される部材用合金として広く適用
され得る。
以下、本発明をさらに詳細に説明する。以下の記載にお
いて、組成を表わす「％」は、特に断わらない限り重量
基準とする。
いて、組成を表わす「％」は、特に断わらない限り重量
基準とする。
本発明の合金の各成分の添加目的ならびに組成範囲の限
定理由は、次のとおりである。
定理由は、次のとおりである。
まず、Ｃは、強度を高めるために必要不可欠の元素であ
り、添加量の増加とともに強度は向上するが、０．０５
％を超えて添加すると逆に熱間加工性および耐食性が低
下するので、０．０５％以下が好ましい。
り、添加量の増加とともに強度は向上するが、０．０５
％を超えて添加すると逆に熱間加工性および耐食性が低
下するので、０．０５％以下が好ましい。
３ｉおよび１ｙｌｎは脱酸剤として有効な元素であり、
３ｉ、Ｍｎともに０．３５％以下が好ましい。
３ｉ、Ｍｎともに０．３５％以下が好ましい。
Ｓは、積極的に添加する必要はない。但し、精練時にお
いて脱硫することは困難であるため注意を要するが、０
．０１５％以下であれば特に問題は６い。
いて脱硫することは困難であるため注意を要するが、０
．０１５％以下であれば特に問題は６い。
Ｃｒは、耐食性を高めるために必要な元素であり、特に
高温純水中における耐食性を向上させるためには、１７
％添加６することが好ましい。一方、２５％を超えて添
加すると加工性が低下するので、１７〜２５％の範囲と
する。
高温純水中における耐食性を向上させるためには、１７
％添加６することが好ましい。一方、２５％を超えて添
加すると加工性が低下するので、１７〜２５％の範囲と
する。
Ｎｉは、母材として、耐食性に優れた合金を得るために
５０〜５５％の範囲で添加する。
５０〜５５％の範囲で添加する。
Ａｌは、強度を高めるために必要な元素であり、種とし
てγ′相、７ ＪＪ相を析出させるのに有効である。ま
た、耐ＳＣＣ性の向上においても効果がある。このよう
な効果を得るためには、０．５〜２％の範囲で添加する
ことが好ましい。２％を超えて添加すると、耐ＳＣＣ性
が劣化するので好ましくない。
てγ′相、７ ＪＪ相を析出させるのに有効である。ま
た、耐ＳＣＣ性の向上においても効果がある。このよう
な効果を得るためには、０．５〜２％の範囲で添加する
ことが好ましい。２％を超えて添加すると、耐ＳＣＣ性
が劣化するので好ましくない。
Ｔ１は、本発明の合金組成においては、耐ＳＣＣ性の向
上に有効な元素であり、０．５％以下の量で添加される
。
上に有効な元素であり、０．５％以下の量で添加される
。
Ｎｂは、γ″相を析出して高温強度を向上させるのに必
要な元素であり、この効果を得るためには、３〜７％添
加する。
要な元素であり、この効果を得るためには、３〜７％添
加する。
第２図は、本発明者の行なった実験によるＡＩ、Ｔｉお
よびＮｂの添加が耐ＳＣＣ性に及ばず複合的影響を示す
グラフである。第２図に示すように、Ａｌ２．５％、Ｔ
ｉ０．５〜２．５％添加したものは、Ｎｂの添加効果が
ほとんど認められず、ＡｌとＴ１の添加量が低い方が良
好な耐ＳＣＣが得られることがわかる。
よびＮｂの添加が耐ＳＣＣ性に及ばず複合的影響を示す
グラフである。第２図に示すように、Ａｌ２．５％、Ｔ
ｉ０．５〜２．５％添加したものは、Ｎｂの添加効果が
ほとんど認められず、ＡｌとＴ１の添加量が低い方が良
好な耐ＳＣＣが得られることがわかる。
１ｙｌｏは、耐食性の向上と母相の強化に有効な元素で
あり、２．８〜８％添加する。
あり、２．８〜８％添加する。
ＡＩ、Ｔｉ、Ｎｂが析出させるγ′相、γ″相は各々Ｎ
ｉ ａ （Ａ Ｉ 、Ｔ ｉ 、 Ｎ ｂ ）の組成
を有しており、通常、ＡＩ、■；量が多いとγ′相が析
出し、Ｎｂｆｆ１が多くなるとγ″相が析出しやすくな
る。γ′相は粒内に分散析出して強度の向上に寄与する
が、熱処理条件によっては粒界にも析出して粒界近傍の
耐食性に悪影響を及ぼすことがある。また、上記第２図
に示す結果をも考慮すると、強度向上のための添加元素
としてはＮｂを主体とし、Ｔｉ量はなるべくおさえる方
が好ましい。一方、Ａｌは耐ＳＣＣ性を低下させること
が認められるが析出相（γ′、γ″）の形成に必要であ
り、上記範囲で添加することが好ましい。
ｉ ａ （Ａ Ｉ 、Ｔ ｉ 、 Ｎ ｂ ）の組成
を有しており、通常、ＡＩ、■；量が多いとγ′相が析
出し、Ｎｂｆｆ１が多くなるとγ″相が析出しやすくな
る。γ′相は粒内に分散析出して強度の向上に寄与する
が、熱処理条件によっては粒界にも析出して粒界近傍の
耐食性に悪影響を及ぼすことがある。また、上記第２図
に示す結果をも考慮すると、強度向上のための添加元素
としてはＮｂを主体とし、Ｔｉ量はなるべくおさえる方
が好ましい。一方、Ａｌは耐ＳＣＣ性を低下させること
が認められるが析出相（γ′、γ″）の形成に必要であ
り、上記範囲で添加することが好ましい。
第３図は、Ｃｒ、Ｍｏの添加が耐ＳＣＣ性に及ばず複合
的影響を示すグラフである。このグラフは、インコネル
Ｘ７５０に相当する合金であって、Ｃｒｆｆ１を８〜２
４％、１ｙｌｏを３％以下の量で変化させた材料に対し
て、１０９３℃／１ｈおよび７’０４℃／２０ｈの熱処
理を施こしたものについてＳＣＣ試験（２８８℃、純水
中における、すきま付き曲げ試験）を行ない、生じたき
裂の長さで耐ＳＣＣ性を評価したものである。第３図が
られかるように、Ｃｒ量ならびにＭｏ量が多いほど耐Ｓ
ＣＣが向上する。
的影響を示すグラフである。このグラフは、インコネル
Ｘ７５０に相当する合金であって、Ｃｒｆｆ１を８〜２
４％、１ｙｌｏを３％以下の量で変化させた材料に対し
て、１０９３℃／１ｈおよび７’０４℃／２０ｈの熱処
理を施こしたものについてＳＣＣ試験（２８８℃、純水
中における、すきま付き曲げ試験）を行ない、生じたき
裂の長さで耐ＳＣＣ性を評価したものである。第３図が
られかるように、Ｃｒ量ならびにＭｏ量が多いほど耐Ｓ
ＣＣが向上する。
一般に、合金の熱処理が進行するほど耐ＳＣＣ性が劣化
することが認められるが、これは、含有Ｃｒが、６５０
〜８５０ ’Ｃの温度範囲の熱処理によって、Ｃｒ
Ｃが結晶粒界上に析出し、その結果として、結晶粒界
近傍のＣｒが局部的に減少することに起因すると考えら
れる。一方、本発明にお【プる、特定範囲で含有するＦ
ｅ、Ｃｒ、ＭＯの相乗的添加効果は、次のように推定す
ることができる。′ｒｌなわち、上記Ｃｒ Ｃは、
−般式で、Ｍ２３Ｃ６と表現され、Ｍとしては、Ｆｅ、
Ｃｒ、ＭｏおよびＮｉが置換し得ることが知られている
（例えば、Ｆｅ ： ２０％、Ｃｒ二６５％、Ｍｏ：１
３％、Ｎｉ：数％の構成となる場合がある）。したがっ
て、ｌ”ｅ、ＭＯ等を特定範囲で含有させることによっ
て、Ｃｒの欠乏を□効果的に防止することができるもの
と考えられる。
することが認められるが、これは、含有Ｃｒが、６５０
〜８５０ ’Ｃの温度範囲の熱処理によって、Ｃｒ
Ｃが結晶粒界上に析出し、その結果として、結晶粒界
近傍のＣｒが局部的に減少することに起因すると考えら
れる。一方、本発明にお【プる、特定範囲で含有するＦ
ｅ、Ｃｒ、ＭＯの相乗的添加効果は、次のように推定す
ることができる。′ｒｌなわち、上記Ｃｒ Ｃは、
−般式で、Ｍ２３Ｃ６と表現され、Ｍとしては、Ｆｅ、
Ｃｒ、ＭｏおよびＮｉが置換し得ることが知られている
（例えば、Ｆｅ ： ２０％、Ｃｒ二６５％、Ｍｏ：１
３％、Ｎｉ：数％の構成となる場合がある）。したがっ
て、ｌ”ｅ、ＭＯ等を特定範囲で含有させることによっ
て、Ｃｒの欠乏を□効果的に防止することができるもの
と考えられる。
なお、Ｗも、Ｍｏと同様の科学的性質を有していること
から、上記効果に寄与する。したがって、Ｗ＆、ｔＭＯ
と共に添加することによって耐食性をさらに向上させる
ことができるが、０．５％未満で比較例は、従来のイン
コネルＸ７５０である。
から、上記効果に寄与する。したがって、Ｗ＆、ｔＭＯ
と共に添加することによって耐食性をさらに向上させる
ことができるが、０．５％未満で比較例は、従来のイン
コネルＸ７５０である。
試験結果を下記第２表に示す。
−ＳＣＣ感受性は隙間つき応力腐食割れ試験法（ＣＢＢ
法）により２８８℃、７５ａｔｍ、純水中で５００時間
行なった結果であり、ＳＣＣによるき裂長さで評価した
。
法）により２８８℃、７５ａｔｍ、純水中で５００時間
行なった結果であり、ＳＣＣによるき裂長さで評価した
。
本本腐食減由はＪＩＳＧＯ５７２によった。
上記第２表の結果から明らかなように、本発明の実施例
に係る合金はいずれも腐食割れが発生せず、従来のイン
コネルＸ７５０に比べて耐ＳＣＣに優れている。
に係る合金はいずれも腐食割れが発生せず、従来のイン
コネルＸ７５０に比べて耐ＳＣＣに優れている。
上記実施例の結果から明らかなように、本発明のＮｉ基
合金は、機械的強度と耐食性の双方にすぐれている。し
たがって、本発明のＮ１基合金は、これらの性質の調和
が要求される原子炉用バネ材のような構造部材の材料と
してすこぶる有用である。
合金は、機械的強度と耐食性の双方にすぐれている。し
たがって、本発明のＮ１基合金は、これらの性質の調和
が要求される原子炉用バネ材のような構造部材の材料と
してすこぶる有用である。
第１図は従来の合金におりる熱処理時間と耐力、腐食減
量の関係を示すグラフ、第２図、Ｎ３図はＳＣＣき裂深
さを示すグラフである。
量の関係を示すグラフ、第２図、Ｎ３図はＳＣＣき裂深
さを示すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、重量比で、Ｃ：０．０５％以下、Ｓｉ：０．３５％
以下、Ｍｎ：０．３５％以下、Ｐ：０．０１５％以下、
Ｓ：０．０１５％以下、Ｎｉ：５０〜５５％、Ｃｒ：１
７〜２５％、Ａｌ：０．５〜２％、Ｔｉ：０．５％以下
、Ｎｂ：３〜７％、Ｍｏ：２．８〜８％を含み、残部が
Ｆｅおよび不可避的不純物からなる、耐食性に優れた高
強度Ｎｉ基合金。 ２、Ｗ：０．５〜３％をさらに含有する、特許請求の範
囲第１項に記載の合金。 ３、Ｚｒ：０．２％以下、Ｂ：０．１％以下、Ｍｇ：１
％以下のうちの少なくとも１種をさらに含有する、特許
請求の範囲第１項記載の合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27596384A JPS61157653A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | 耐食性に優れた高強度Ｎｉ基合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27596384A JPS61157653A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | 耐食性に優れた高強度Ｎｉ基合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61157653A true JPS61157653A (ja) | 1986-07-17 |
Family
ID=17562857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27596384A Pending JPS61157653A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | 耐食性に優れた高強度Ｎｉ基合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61157653A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57101634A (en) * | 1980-12-12 | 1982-06-24 | Hitachi Ltd | Ni base alloy with superior stress corrosion resisting property and manufacture thereof |
| JPS59232246A (ja) * | 1983-06-13 | 1984-12-27 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 耐応力腐食割れ性に優れたＮｉ−Ｃｒ合金 |
-
1984
- 1984-12-28 JP JP27596384A patent/JPS61157653A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57101634A (en) * | 1980-12-12 | 1982-06-24 | Hitachi Ltd | Ni base alloy with superior stress corrosion resisting property and manufacture thereof |
| JPS59232246A (ja) * | 1983-06-13 | 1984-12-27 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 耐応力腐食割れ性に優れたＮｉ−Ｃｒ合金 |
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