JPS61250102A - 粒子分散強化型合金部品の加工方法 - Google Patents
粒子分散強化型合金部品の加工方法Info
- Publication number
- JPS61250102A JPS61250102A JP9163285A JP9163285A JPS61250102A JP S61250102 A JPS61250102 A JP S61250102A JP 9163285 A JP9163285 A JP 9163285A JP 9163285 A JP9163285 A JP 9163285A JP S61250102 A JPS61250102 A JP S61250102A
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- JP
- Japan
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- alloy
- parts
- dispersion
- strengthened
- powder
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- Pending
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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】
（発明の利用分野）
この発明は高温耐食性に優れた粒子分散強化型合金部品
の製造方法に係り、更に詳しく言えば結晶粒成長処理の
前に所定温度において成形加工することによって加工性
を改舞し、小さな変形抵抗で高温耐食性に優れた粒子分
散型合金の機械器具部品を成形加工する方法に係る。
の製造方法に係り、更に詳しく言えば結晶粒成長処理の
前に所定温度において成形加工することによって加工性
を改舞し、小さな変形抵抗で高温耐食性に優れた粒子分
散型合金の機械器具部品を成形加工する方法に係る。
（従来技術）
ガスタービン等の高温機械器具部品は近時益々使用条件
が厳しくなり、その部品は高温強度とともに高温腐食に
対する抵抗が大きいことが要求されるようになって来て
いる。
が厳しくなり、その部品は高温強度とともに高温腐食に
対する抵抗が大きいことが要求されるようになって来て
いる。
このような要求に対して酸化金属粒子を分散して強化し
た所謂粒子分散強化型Ｎｉ−Ｃｒ基谷金が使用されるよ
うになって来た。
た所謂粒子分散強化型Ｎｉ−Ｃｒ基谷金が使用されるよ
うになって来た。
この粒子分散強化型合金は一般に加工性が低いが、加工
速度を通常よりも小さめにすれば良好な加工性を示す合
金もある。しかしながら含有するＣｒ含有量が２０％未
満であり、Ｃｒ量が少ないため充分な耐高温腐食性を有
していない。
速度を通常よりも小さめにすれば良好な加工性を示す合
金もある。しかしながら含有するＣｒ含有量が２０％未
満であり、Ｃｒ量が少ないため充分な耐高温腐食性を有
していない。
これに優れた高温耐食性を与えるためには２０％、好ま
しくはこれを超える量のＣｒを含有せしめることが必要
であり、このような粒子分散強化型合金として例えばＮ
ｉ−２０％Ｃｒ −０，６％Ｙ２Ｏ３合金等がある。
しくはこれを超える量のＣｒを含有せしめることが必要
であり、このような粒子分散強化型合金として例えばＮ
ｉ−２０％Ｃｒ −０，６％Ｙ２Ｏ３合金等がある。
しかしながらこの種の合金は熱間加工性が充分ではなく
、加工速度を小さくしても変形応力は著しくは低下せず
、伸びは１００％を超えることがないため、複雑な形状
へ一度に成形することが困難である。
、加工速度を小さくしても変形応力は著しくは低下せず
、伸びは１００％を超えることがないため、複雑な形状
へ一度に成形することが困難である。
（発明が解決しようとする問題点）
したがって高温腐食に対する抵抗が大きい粒子分散強化
型合金を小さな変形抵抗で機械器具部品に成形加工する
方法の開発が要望されている。
型合金を小さな変形抵抗で機械器具部品に成形加工する
方法の開発が要望されている。
この発明は上記の事情に鑑みて耐高温腐食性の良好な粒
子分散強化型Ｎｉ−Ｃｒ−Ｃｏ合金の成形加工方法を提
供することを目的としている。
子分散強化型Ｎｉ−Ｃｒ−Ｃｏ合金の成形加工方法を提
供することを目的としている。
（問題点を解決するための手段）
この発明は
Ｃ０，０６％以下、 Ｃｒ ２２〜２４％、００１８
〜２１％、Ｍｏ１％以下、 Ｗ ３〜５％、 Ｔａ１〜３％、Ｔｉ２〜３
％、 Ａｌ ２〜４％、ＺｒＯ，１５％以下、
８０．０３％以下、Ｙ２Ｏ３ｏ、ｓ〜１．５％、Ｎｉ残 の化学成分組成になるように金属及び合金粉末に金属酸
化物粉末を分散させた混合粉末を金属容器に詰めて、熱
間押出によって固化し、次に所要形状の部品に成形した
のち結晶粒成長処理を施す粒子分散強化型合金部品の製
造方法において、熱間押出品を結晶粒成長処理を施す前
に８５０〜１０５０℃の温度で成形加工することを特徴
とする分散強化型合金部品の加工方法に係る。
〜２１％、Ｍｏ１％以下、 Ｗ ３〜５％、 Ｔａ１〜３％、Ｔｉ２〜３
％、 Ａｌ ２〜４％、ＺｒＯ，１５％以下、
８０．０３％以下、Ｙ２Ｏ３ｏ、ｓ〜１．５％、Ｎｉ残 の化学成分組成になるように金属及び合金粉末に金属酸
化物粉末を分散させた混合粉末を金属容器に詰めて、熱
間押出によって固化し、次に所要形状の部品に成形した
のち結晶粒成長処理を施す粒子分散強化型合金部品の製
造方法において、熱間押出品を結晶粒成長処理を施す前
に８５０〜１０５０℃の温度で成形加工することを特徴
とする分散強化型合金部品の加工方法に係る。
本発明の対象とする分散強化型合金は上記の成分組成を
有する合金である０次に各成分の標準含有量について説
明する。
有する合金である０次に各成分の標準含有量について説
明する。
Ｃは高温耐食性を損なわないように低く抑える必要があ
り、０．０６％以下とする。
り、０．０６％以下とする。
Ｃｒは良好な高温耐食性を得る点から２０％以上、好ま
しくは２２％以上とするのがよいが、多すぎると材料を
脆化させるシグマ相が生ずるので２４％を限界とするの
が良い。
しくは２２％以上とするのがよいが、多すぎると材料を
脆化させるシグマ相が生ずるので２４％を限界とするの
が良い。
ＣｏはＮｉ基合金に１８〜２０％添加すると、多くの超
合金で知られているように高温耐食性性を向上させるの
で、本発明でもその量を１８〜２０％とする。
合金で知られているように高温耐食性性を向上させるの
で、本発明でもその量を１８〜２０％とする。
ＭｏについてはＷと複合させて少量のＭｏを添加すると
高温強度を向上させるので、１％以下添加する。
高温強度を向上させるので、１％以下添加する。
Ｗは高温強度を高めるので３％以上とするが、他の成分
とのバランスを考慮してシグマ相の生成を抑制するため
５％以下とする。
とのバランスを考慮してシグマ相の生成を抑制するため
５％以下とする。
Ｔ ａ ＳＴ ｉ ＳＡ １はガンマプライム相を生成
し高温強度を高めるので本発明の目的に係る加工性の改
善を計るためにガンマプライム相の析出量を数十％以上
とするのに必要であるが、その量が多すぎるとシグマ相
の生成を招き材料を脆化させるようになって好ましくな
く、Ｔａ１〜３％、Ｔｉ２〜３％１，１１２〜４％とす
るのが適当である。
し高温強度を高めるので本発明の目的に係る加工性の改
善を計るためにガンマプライム相の析出量を数十％以上
とするのに必要であるが、その量が多すぎるとシグマ相
の生成を招き材料を脆化させるようになって好ましくな
く、Ｔａ１〜３％、Ｔｉ２〜３％１，１１２〜４％とす
るのが適当である。
この制約のもとでガンマプライム相を数十％以上析出さ
せる組合せは無数にあるが、本発明合金の組成でいずれ
の組成物を用いても本発明の目的を達成することができ
る。
せる組合せは無数にあるが、本発明合金の組成でいずれ
の組成物を用いても本発明の目的を達成することができ
る。
Ｚ ｒ ｓ Ｂは少量添加することにより高温強度を高
めるが多すぎると延性を低下させるので、７．ｒは０．
１５％以下、Ｂは０６０３％以下とする。
めるが多すぎると延性を低下させるので、７．ｒは０．
１５％以下、Ｂは０６０３％以下とする。
Ｙ２Ｏ３は均一に分散させることができれば０．５％程
度で良いが、分散技術によって０．５〜１．５％′とす
る。
度で良いが、分散技術によって０．５〜１．５％′とす
る。
残部はＮｉとする。
金属酸化物を一様に分散させた金属組織とするためには
公知の方法（Ｊ、Ｓ、Ｂｅｎｊａｍｉｎ ： Ｍｅｔａ
ｌｌｕｒｇｉ−ｃａｌ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ＋
１９７（Ｌ第１巻２９４３頁）によるのが良く、数種類
の金属や合金の粉末と酸化物粉末とを高エネルギーボー
ルミルで機械的に混合した混合粉末を金属製の罐の中に
真空充填したものを１０００〜１１００℃に加熱して、
押出比的１５で押出して固化せしめる。
公知の方法（Ｊ、Ｓ、Ｂｅｎｊａｍｉｎ ： Ｍｅｔａ
ｌｌｕｒｇｉ−ｃａｌ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ＋
１９７（Ｌ第１巻２９４３頁）によるのが良く、数種類
の金属や合金の粉末と酸化物粉末とを高エネルギーボー
ルミルで機械的に混合した混合粉末を金属製の罐の中に
真空充填したものを１０００〜１１００℃に加熱して、
押出比的１５で押出して固化せしめる。
次にこれを本発明の方法に従って８５０〜１０５０℃の
一定温度下で鍛造またはプレスによる成形を行い、所望
の形状に加工する。
一定温度下で鍛造またはプレスによる成形を行い、所望
の形状に加工する。
粒子分散強化型Ｎ ｉ −Ｃｒ合金は一般に硬く、加工
し難い、そこで結晶粒が小さい状態、即ち結晶粒成長の
ための熱処理を施す前の組織状態で熱間加工を施す。し
かしＮｉとＡＣＴｉ、Ｎｂ。
し難い、そこで結晶粒が小さい状態、即ち結晶粒成長の
ための熱処理を施す前の組織状態で熱間加工を施す。し
かしＮｉとＡＣＴｉ、Ｎｂ。
Ｔａ等の金属間化合物であるガンマプライム相の析出量
がゼロ或いは１５体積％の従来合金（第１表の試料２）
では熱間加工中に粒成長が起こり、加工速度を小さくし
ても変形性能は余り向上しない。
がゼロ或いは１５体積％の従来合金（第１表の試料２）
では熱間加工中に粒成長が起こり、加工速度を小さくし
ても変形性能は余り向上しない。
Ｂ％ 試料１ ：０．０１５．試料３：０．０１残部
Ｘｉ 試料ｌ：本発明合金、 試料２．３：従来合金 一方、ガンマプライム相を数十％以上含む合金では加工
中の結晶粒成長がガンマプライム相によって抑制され、
微細粒による超塑性或いはそれに近い良好な加工性が得
られる。このような合金としては第１表で試料′３で示
される例があるが、Ｃｒ含有量が２０％未満であるため
、必ずしも良好な耐高温腐食性は得られない。
Ｘｉ 試料ｌ：本発明合金、 試料２．３：従来合金 一方、ガンマプライム相を数十％以上含む合金では加工
中の結晶粒成長がガンマプライム相によって抑制され、
微細粒による超塑性或いはそれに近い良好な加工性が得
られる。このような合金としては第１表で試料′３で示
される例があるが、Ｃｒ含有量が２０％未満であるため
、必ずしも良好な耐高温腐食性は得られない。
本発明ではＣｒを２２〜２４％、Ｇｏを１８〜′ ２
１％含有する耐高温腐食性の優れたＮ１−Ｃｒ−Ｇｏ基
合金材料を用いた機械器具部品を８５０〜１０５０℃の
温度で成形することにより従来よりも小さな変形抵抗で
製造することができるようになる。
１％含有する耐高温腐食性の優れたＮ１−Ｃｒ−Ｇｏ基
合金材料を用いた機械器具部品を８５０〜１０５０℃の
温度で成形することにより従来よりも小さな変形抵抗で
製造することができるようになる。
（実施例）
次に実施例について説明する。
第１表の試料１の化学成分組成になるように数種類の金
属及び合金の粉末と酸化物粉末とを公知の方法に従って
高エネルギーボールミルで機械的に混合し、この混合粉
末１ｋｇを真空で鉄板製の罐に詰め、これを１０５０℃
で押出比的１５で熱間押出して、固化させ、直径１２−
〇丸棒を得た。
属及び合金の粉末と酸化物粉末とを公知の方法に従って
高エネルギーボールミルで機械的に混合し、この混合粉
末１ｋｇを真空で鉄板製の罐に詰め、これを１０５０℃
で押出比的１５で熱間押出して、固化させ、直径１２−
〇丸棒を得た。
これを熱処理して結晶粒を成長させると著しく優れた高
温強度が得られることが知られている。
温強度が得られることが知られている。
本発明では押出したままで熱処理前の丸棒から採取した
試験片について温度と変形抵抗との関係を調べた結果は
第１図に示すとおりであって、１０００℃、０．２％伸
び７秒の速度の引張試験による高温変形抵抗は第１表の
試料２の従来合金の約１６ｋｇｆ／ｍ”に比して著しく
小さく、試料３の従来合金の９ ｋｇｆ ７ｍ”と同等
か幾分小さい値を示している。
試験片について温度と変形抵抗との関係を調べた結果は
第１図に示すとおりであって、１０００℃、０．２％伸
び７秒の速度の引張試験による高温変形抵抗は第１表の
試料２の従来合金の約１６ｋｇｆ／ｍ”に比して著しく
小さく、試料３の従来合金の９ ｋｇｆ ７ｍ”と同等
か幾分小さい値を示している。
本発明合金では１０５０℃以上で成形すると成形後に行
う熱処理で良好な再結晶組織が得られない、これは再結
晶に必要な駆動エネルギーが１０５０℃以上の高温で熱
間加工処理を行うことによって夫なはれるためである。
う熱処理で良好な再結晶組織が得られない、これは再結
晶に必要な駆動エネルギーが１０５０℃以上の高温で熱
間加工処理を行うことによって夫なはれるためである。
一方８５０℃以下では変形抵抗が大きくなり、大容量成
形プレスが必要になるほか、プレス用ダイスの寿命が著
しく低下する。更に重要なことは１０００℃では破断伸
びが１００％以上であるのに、９００℃では５０％に低
下することであり、したがって８５０℃以下では複雑な
成形をするのには延性が充分ではないと判断される。よ
って成形温度は８５０〜１０５０℃とする。
形プレスが必要になるほか、プレス用ダイスの寿命が著
しく低下する。更に重要なことは１０００℃では破断伸
びが１００％以上であるのに、９００℃では５０％に低
下することであり、したがって８５０℃以下では複雑な
成形をするのには延性が充分ではないと判断される。よ
って成形温度は８５０〜１０５０℃とする。
次に本発明合金と試料３の従来合金の１×２×０．３ｃ
ｓ厚の試験片に８５％Ｎａ２ＳＯｓと１５％ＮａＣ１の
混合物を塗布し、８００℃の大気中で２０時間加熱し、
腐食による減量を測定して耐食性を比較する高温腐食試
験を行った。
ｓ厚の試験片に８５％Ｎａ２ＳＯｓと１５％ＮａＣ１の
混合物を塗布し、８００℃の大気中で２０時間加熱し、
腐食による減量を測定して耐食性を比較する高温腐食試
験を行った。
その結果は第２図に示す通りで、従来合金試料３はＣｒ
量が少ないため腐食減量が本発明合金に比して２倍以上
であった。
量が少ないため腐食減量が本発明合金に比して２倍以上
であった。
本発明の方法で成形加工した部品は前記したようにその
１１１２００〜１２５０℃で熱処理して結晶粒を一方向
に成長させれば高い高温強度が得られるので、高温度で
使用される部品に好適である。
１１１２００〜１２５０℃で熱処理して結晶粒を一方向
に成長させれば高い高温強度が得られるので、高温度で
使用される部品に好適である。
（効果）
以上説明したように本発明の方法によれば粒子分散強化
型Ｎ ｉ −Ｃｒ −Ｃｏ基合金において従来変形抵抗
が大きくて成形加工が困難とされてきたＣｒ２Ｏ％以上
の高温耐食性の大きな合金を８５０〜１０５０℃で鍛造
成いはプレス加工等機械的に加工して所望の形状に成形
し、所要の機械器具部品とすることが出来るようになり
、その実用上の効果は極めて大きい。
型Ｎ ｉ −Ｃｒ −Ｃｏ基合金において従来変形抵抗
が大きくて成形加工が困難とされてきたＣｒ２Ｏ％以上
の高温耐食性の大きな合金を８５０〜１０５０℃で鍛造
成いはプレス加工等機械的に加工して所望の形状に成形
し、所要の機械器具部品とすることが出来るようになり
、その実用上の効果は極めて大きい。
第１図は温度と変形抵抗との関係を示すグラフ、第２図
は高温腐食試験における重量減少を対比して示すグラフ
である。 出願人代理人 弁理士 鴨志１）次男 第１図 ％２図
は高温腐食試験における重量減少を対比して示すグラフ
である。 出願人代理人 弁理士 鴨志１）次男 第１図 ％２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｃ０．０６％以下、Ｃｒ２２〜２４％、 Ｃｏ１８〜２１％、Ｍｏ１％以下、 Ｗ３〜５％、Ｔａ１〜３％、 Ｔｉ２〜３％、Ａｌ２〜４％、 Ｚｒ０．１５％以下、Ｂ０．０３％以下、 Ｙ＿２Ｏ＿３０．５〜１．５％、Ｎｉ残 の化学成分組成に成るように金属及び合金粉末に金属酸
化物粉末を分散させた混合粉末を金属容器に詰めて、熱
間押出によって固化し、次に所要形状の部品に成形した
のち結晶粒成長処理を施す粒子分散強化型合金部品の製
造方法において、熱間押出品を結晶粒成長処理を施す前
に８５０〜１０５０℃の温度で成形加工することを特徴
とする分散強化型合金部品の加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9163285A JPS61250102A (ja) | 1985-04-27 | 1985-04-27 | 粒子分散強化型合金部品の加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9163285A JPS61250102A (ja) | 1985-04-27 | 1985-04-27 | 粒子分散強化型合金部品の加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61250102A true JPS61250102A (ja) | 1986-11-07 |
Family
ID=14031915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9163285A Pending JPS61250102A (ja) | 1985-04-27 | 1985-04-27 | 粒子分散強化型合金部品の加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61250102A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01108352A (ja) * | 1987-10-21 | 1989-04-25 | Agency Of Ind Science & Technol | 金属圧密化素材の製造法 |
| EP0589530A1 (de) * | 1992-09-21 | 1994-03-30 | PM HOCHTEMPERATUR-METALL GmbH | Verfahren zur Herstellung einer Nietverbindung |
-
1985
- 1985-04-27 JP JP9163285A patent/JPS61250102A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01108352A (ja) * | 1987-10-21 | 1989-04-25 | Agency Of Ind Science & Technol | 金属圧密化素材の製造法 |
| EP0589530A1 (de) * | 1992-09-21 | 1994-03-30 | PM HOCHTEMPERATUR-METALL GmbH | Verfahren zur Herstellung einer Nietverbindung |
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