JPS62109934A - 室温特性を改善するためのアルミニウム化三ニッケル基組成物の処理方法 - 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】 関連出願の説明 本願は、　１９２℃年ユ牡月　３日に提出されかるもの
である。この米国特許出願の明細書は引用によって本明
細書中に併合されるものとする。

発明の背景 本発明は、アルミニウム化工ニッケルを基材とする組成
物およびそれの性質を改善するための処理方法に関する
ものである。更に詳しく言えば本発明は、室温下におけ
る強度の増大ひ示す有用な製品に成形し得るようなアル
ミニウム化工ニッケル基材料に関する。

多結晶質アルミニウム化工ニッケル鋳造品は、室温下に
おいて非常に脆く、強度が低く、かつ延性が小さいとい
う性質を示すことが知られている。

アルミニウム化工ニッケル単結晶は、特定の結晶方位に
関し、顕著な延性をはじめとする好ましい組合せの性質
を室温下において示す。しかるに、従来公知の方法によ
って製造された多結晶質材料は単結晶材料が持つ望まし
い性質を示さない、かかる多結晶質材料は、高温構造材
料として有望であるにもかかわらず、室温下における性
質が劣るためにこの分野で広範に使用されるには至って
いない。

アルミニウム化工ニッケルは約１１００°Ｆ（６００℃
）までの温度下で良好な物理的性質を示すことが知られ
ており、そのためにねとえばジェットエンジンの高い動
作温度下ではそれの構成部品として使用し得るものと考
えられる。しかしながら、アルミニウム化工ニッケルが
それよりも低い温度下で好ましい性贋を示さなければ、
この材料から製造された部品はエンジンの起動前や１０
０Ｃ Ｏ／を越える高温下でのエンジンの動作前においてその
部品が遭遇するような低温下で応力に暴露されると破壊
してしまうことがある。従って、十分な延性を維持しな
がら室温下における強度を項著に増大させるようなアル
ミニウム化工ニッケルの処理方法があれば望ましいわけ
である。

アルミニウム化工ニッケルを基材とする合金は、耐熱合
金または超合金として知られる合金群の中に含まれる。

これらの合金の中には、極めて高い温度下における用途
に使用するためのものがある。

かかる用途においては、合金は引張応力、熱応力、振動
応力および衝撃応力を含む比較的大きい応力に暴露され
るの□であり、また耐酸化性が要求されることも多い。

従って、約１１００下までの温度下において良好な組合
せの性質を示す上記のごとき合金は極めて有用である。

超合金の分野において探究されてきたのは、たとえばジ
ェットエンジン部品としての使用時に見られるような約
１１００°Ｆまでの高温下で望ましい応力抵抗性を示す
ばかりでなく、貯蔵時および起動操作時にエンジンが遭
遇するような低温下でも実用的で有用な望ましい組合せ
の性質を示す合金組成物なのである。

かかる広い温度範囲にわたって有用であり、かつ広い温
度範囲にわたる正規の動作に際して製品が受けることの
ある応力に耐え得るようなアルミニウム化工ニッケル基
合金および類似の超合金を製造するために多大の努力が
払われてきた。かかる材料を使用可能なものにするため
の最初の障害となったのは室温下における強度および延
性がＩＩＸさいという問題であったが、これらの問題は
ほとんど解決されている。

たとえば、本願の場合と同じ譲受人に譲渡された米国特
許第４４７８７９１号明細書中には、アルミニウム化工
ニッケル基合金の脆性を克服することによってこの材料
に室温下でぶ著な延性を付与する方法が記載されている
。

また、本願の場合と同じ発明者等によって１９８４年９
月４日に提出された同時係属中の米国特許出願第６４７
３２６．６４７３２７．６４７３２８．６４６８７７お
よび６４６８７９号明細書中には、米国特許第４４７８
７９１号の組成物および方法を更に改良するための方法
が記載されている。なお、これらの米国特許出願明細書
および米国特許明細書は引用によって本明細書中に併合
されるものとする。これらおよび類似の発明によれば、
室温をはじめとした低温下において高い強度および高度
の延性を達成するという基本的な問題は本質的に解決さ
れた。また、アルミニウム化工ニッケル基組成物を扱っ
た文献はその他にも数多く存在している。

未変性の二元金属間化合物については、強度および硬さ
が化学量論比からの組成偏移に大きく依存することが数
多くの文献中に報告されている。

イー・エム・グララ（Ｅ、Ｍ、　Ｇｒａｌａ）は、化学
量論的化合物からアルミニウムに富む合金への移行に伴
って室温下での降伏強さおよび引張強さが顕著に向上す
ることを見出した［ジェイ・エッチ・ウェストプルツク
（Ｊ、Ｈ，Ｗｅｓｔｂｒｏｏｋ）編「メカニカル・プロ
パティーズ・オン・インターメタリック　コンパウンダ
（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ
　Ｉｎｔｅｒ−ｍｅｔａｌｌｉｃ　Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ
）　」、ジョン　ワイリー社、ニューヨーク（１９６０
年）、３５８頁コ、更に広範囲のアルミニウム組成に関
する高温硬さ試験によってガードおよびウェストプルツ
ク（Ｇｕａｒｄ　ＩＷｅｓｔｂｒθｏｋ）は、低い同相
温度下では硬さが化学量論的組成付近で最小となるのに
対し、高い同相温度下では硬さが３：１のＮｉ／＾１比
において最大となることを見出した［トランザクション
ズ・オン・メタラージカル・ソサエティ・Ａ　Ｉ　Ｍ　
Ｅ　（Ｔｒａｎｓ。

Ｍｅｔ、　Ｓｏｃ、　ＡｒＭＥ）　、第２１５巻（１９
５９年）、８０７頁］。ロペスおよびハンコック（Ｌｏ
ｐｅｚ　＆Ｈａｎｃｏｃｋ）は、圧縮試験によってこれ
らの傾向を追認すると共に、その効果は化学量論比から
高Ｎｉ含量側への偏移よりも高１含量側への偏移の場合
において著しく強いことを証明したしフィジカ・スタト
ウス・ソリディ（Ｐｈｙｓ、　５ｔａｔ、　Ｓｏｌ、）
、Ａ２巻（１９７０年）、４６９頁コ。ローリングズお
よびステートンベバン（Ｒａｗｌｉｎｇｓ　＆　５ｔａ
ｔｏｎ−Ｂｅｖａｎ）の総説中では、高Ｎｉ含量側への
偏移に比べると、高入１含量側への偏移は室温流れ応力
を著しく増大させるばかりでなく、降伏応力一温度勾配
も大きくなるという結論が下された［ジャーナル・オン
マテリアルズ・サイエンス（Ｊ、　Ｍａｔ、　Ｓｃｉ、
）、第１０巻（１９７５年）、５０５頁］。アオキおよ
びイズミによる広範な研究においても、同様な傾向が報
告されている［フィジカ・スタトクス・ソリディ（Ｐｂ
ｙｓ、　５ｔａｔ、　Ｓｏｌ、）、Ａ３２巻（１９７５
年）６５７頁およびフイジカ・スタトクス・ソリディ（
Ｐｈｙｓ、　５ｔａｔ、　Ｓ０１．）、Ａ３８巻（１９
７６年）、５８７頁］。また、ノグチ、オーヤおよびス
ズキも類似の研究の結果として同様な傾向を報告した［
メタラージカル・トランザクションズ（Ｍｅｔ。

Ｔｒａｎｓ、）　、第１２Ａ巻（１９８１年）、１６４
７頁］。

更に最近になると、マービン　クビチオッテイ（Ｍａｒ
ｖｉｎ　Ｃｕｂｉｃｃｉｏｔｔｉ）ｌ］　ｒプロシーデ
ィングズ・オン・ザ・エレクトロケミカル・ソサエティ
・オン・ハイ・テンペラチュア・マテリアルズ（Ｐｒｏ
−ｃｅｅｄｉｎｇｓ　　ｏｆ　　ｔｈｅ　　Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　　５ｏｃｉｅｔｙ　　ｏｎｌｌ
ｉｇｈ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ
）　」第８３−７巻（エレクトロケミカル　ソサエティ
　インコーホレーテッド、１９８３年）の３２頁に収載
されたシー・ティー・リュウ、シー　エル・ホワイト、
シー・シー・コツホおよびイー　エッチ　シー（仁Ｔ、
　Ｌｉｕ、　Ｃ，Ｌ、　Ｗｈｉｔｅ、　Ｃ，仁にｏｃｈ
　＆　Ｅ、１１．　Ｌｅｅ）の論文中には、ホウ素によ
る同じ合金系の延性化はアルミニウムに乏しいＮｉ３Ａ
ｌについてのみ可能であることが開示されている。

本発明は、低温下において盟著に増大した強度を示すア
ルミニウム化工ニッケル基組成物１、こおいて一層の改
良を実現しようとするものであって、特に約６００°Ｃ
以下の温度範囲内におけるアルミニウム化工ニッケル基
組成物の強度の改善に関する。

約６００℃以下の用途においては、優れた強度および十
分な延性を示す材料が極めて有用かつ有益であることを
力説しておきたい。なお、６００°Ｃは約１１３７．６
下である。１１００下以下の温度においては、高強度か
つ耐酸化性の合金に対する数多くの用途が存在する。と
りわけ、室温下で顕著な延性および優れた強度を示すと
共に、約１１００°Ｆまでの温度下においてら耐酸１ヒ
性並ひに優れた強度および延性を示すようなアルミニウ
ム化工ニッケル基合金は、高温環境中における数多くの
用途にとって極めて貴重である。

発明の概要 本発明の目的の１つは、室温下および約１１００°Ｆま
での高温下で構造部品として使用するための製品の性質
を改善する方法を提供することにある。

また、室温下および約１１００’Ｆまでの高温下で高度
の応力に耐え得ると共に盟著な延性を示し得るような製
品を提供することも本発明の目的の１つである。

更にまた、室温下および約１１００°Ｆまでの高も本発
明の目的の１つである。

更にまた、室温下で望ましい組合せの強度および延性を
示すような、アルミニウム化工ニッケルを基材とする扮
礫合体材料を提供することも本発明の目的の１つである
。

更にまた、粉末を合体させて得られる製品であって、ジ
ェットエンジンのごとき用途において有用な１群の性質
を有しかつ各種の形態の応力に暴露され得るような製品
を提供することも本発明の目的の１つである。

その他の目的に関しては、一部は以下の説明を読めば自
ら明らかとなろうし、また一部は以下の説明中において
指摘されるであろう。

本発明の目的を達成するためには、本発明に従って一般
的に述べれば、アルミニウム化工ニッケルを基材としか
つ比較的少量のホウ素を含有すると共に、前記に引用さ
れた同時係属中の米国特許出願明細書中に記載のごとき
ニッケルまたはアルミニウムに対する１種以上の置換金
属を含有し得るような溶融物が調製される。次に、この
溶融物が不活性ガスによって噴霧される。ががる噴霧に
際し、溶融物は急速に凝固して粉末となる。こうして得
られた粉末材料は、次いで、約１１５０’Ｃの温度およ
び約１５ｋｓｉの圧力の下で約２時間にわたり高温等圧
圧縮を施すことによって合体させられる。かかる等圧圧
縮によって得られた物体に常温圧延を施せば、１群の凹
著に改善された性質が該物体に付与されるのである。

上記の溶融物は金属間化合物相および置換金属の原子並
びにホウ素の原子のみから成るのが理想的であるか、時
には１種以上の他種原子が偶発不純物として溶融物中に
不可避的に存在しても差支えないことが認められている
。

ここで言う「アルミニウム化工ニッケル基組成杓」とは
、各種のアルミニウム化ニッケル組成物中に通例見出さ
れるような不純物を含有するアルミニウム化工二ノゲル
を意味する。それはまた、本発明の実施によって達成さ
れる特異な組合せの好ましい性質を損なうことのないそ
の他の成分元素および（または）置換元素を含有してい
てもよい。その中には、前記に引用された同時係属中の
米国特許出願明細書中に記載のごとき置換金属も含まれ
る。

発明の詳細な説明 ＮｉＢ人ｌ超合金系またはアルミニウム化工ニッケル基
超合金について言えば、成分金属はニッケルおよびアル
ミニウムである。かがる系中においては、これらの金属
はアルミニウム１原子当りニッケル３原子という化学量
論的な原子比で存在している。

アルミニウム化工ニッケルはニッケルーアルミニウム二
元合金系中に見出され、また従来のγ・′γ゛ニッケル
基超合金中のγ゛相として知られている。

アルミニウム化工ニッケルは、硬さが大きいと共に、安
定でありかつ高温下で耐酸化性および耐食性を示すこと
から、構造材料として有望なものと見なされている。

それぞれ６６０°Ｃおよび１４５３°Ｃの融点を有する
アルミニウムおよびニッケルから生成されるアルミニウ
ム化ニッケルは、７５く原子）％のＮｉ含量下で３．５
８９人の格子定数ａ。を待ったＣｕ３Ａｌ形［本明細書
中において使用されるシュＩ・ウルクトゥールベリヒト
（Ｓｔｒｕｋｔｕｒｂｅｒｉｃｈｔ）命名法によればＬ
ｌ□形］の面心立方（ＦＣＣ）結晶構造を示し、そして
約１３８５〜１３９５°Ｃの温度範囲内で融解する。こ
のようなアルミニウム化工二・ンケルは、しばしばＮｉ
３Ａｌと表わされるが、１つの金属間化合物相であって
独立した化合物ではない。

なぜなら、それは温度に応じ一定の組成範囲にわたって
存在するのであって、たとえば６００℃では約７２．５
〜７７（原子）％［８５，１〜８７．８（重量）％］の
Ｎｉ含量範囲にわたって存在するからである。

多結晶質のアルミニウム化工ニッケルは極めて脆いので
あって、この材料を有用な製品に加工しようとしたり、
あるいはかかる製品を使用に供したりする際に加わる応
力の下では破砕が起こってしまうのである。

米国特許第４４７８７９１号明細書中に記載のごとく、
急速に冷却して凝固させるべき上記の合金系中にホウ素
を含有させれば、得られる急速凝固合金に対して望まし
い延性を付与し得ることが既に判明している。

また、成分金属であるニッケルまたはアルミニウムの一
部をある種の金属で置換すれば有益であることも判明し
ている。本明細書中では、このような金属は置換金属（
すなわち、Ｎｉ３Ａｌ結晶構造中のニッケル置換体また
はアルミニウム置換体）として示されている。なお、ア
ルミニウム化工ニッケル中に置換金属を導入することに
よって生成される有益なアルミニウム化工ニッケル基組
成物は、前記に引用された同時係属中の米国特許出願明
細書中に開示されかつ記載されている。

ここで言う「置換金属」とは、合金系の必須成分である
望ましい組合せの成分金属の一部を成す異種の金属に取
って代わり、それによってかかる異種の成分金属に置き
換わるような金属を意味する。

更にまた、化学量論的比率を保持しながらも合金系の第
４成分として置換金属のコバルトを含有するような急速
凝固組成物には有用かつ有益な性質が付与されることも
見出されている。このような発見は、１９８４年９月９
日に提出されかつ本願の場合と同じ譲受人に譲渡された
同時係属中の米国特許出願第４６４７３２６号明細書中
に記載されている。前記にも述べた通り、この米国特許
出願明細書は引用によって本明細書中に併合されている
。なお、下記の合金試料Ｔ−１９はこのようにコバルト
を置換金属として含有する合金である。

かかる先行発明の合金組成物、そしてまた本発明の組成
物は、本明細書中および米国特許第４４７８７９１号明
細書中に記載のごとく、第３成分としてホウ素を含有し
ていなければならない。第３成分としてのホウ素の好適
な添加量範囲は０．２〜１．５（原子）％である。

先行する米国特許第４４７８７９１号明細書中の記載に
よれば、最適のホウ素添加量は約１（原子）％であって
、その場合には急速凝固製品において室温下で約１００
ｋｓｉの降伏強さを達成し得ることが見出された。なお
、かかる製品の破断点ひすみは室温下で約１０％であっ
た。

生成される組成物は、Ｌｌ□形の結晶構造を示す特定の
金属間化合物相を有していなければならない。かかる組
成物はまた、少なくとも約１０３°Ｃ／秒の冷却速度で
溶融物を冷却し、それにより主相が規則状態または不規
則状態のＬｌＺ形結高結晶構造すような固体を生成させ
る方法に従って製造されたものでなければならない。

米国特許第４４７８７９１号の方法に従い急速凝固鋳造
リボンとして製造された合金は、極めて望ましい強度お
よび延性を有することが判明している。以前の試料の延
性レベルがゼロであったのに比べれば、それによって達
成される延性は特に盟著なものである。

しかしながら、かかる鋳造リボンに焼なましを施すと延
性の低下が生じることが判明した。すなわち、焼なまし
脆化が認められたのである。この時係属中の米国特許出
願第オ鰺→→≠Ｌ号明細害中に記載されている。かかる
焼なまし脆化は低温脆性をもたらすことになる。

焼なまし脆化の克服に関するｍ著な進歩は、噴霧技術と
粉末合体技術との組合せを用いてアルミニウム化工ニッ
ケル基合金の製品を製造することによって達成される。

このこともまた、　／ソｔケる。

このたび、噴霧技術と粉末合体技術との組合せによって
製造された製品の性質とりわけ強度は、機械的処理工程
および熱機械的処理工程の使用によって実質的に改善し
得ることが見出された。

実施例１ １群のアルミニウム化工ニッケル基合金のそれぞれを誘
導加熱によって真空融解し、それにより１０ボンドの鋳
塊を調製した。これらの合金の組成は下記第１表に示す
通りであった。

Ｔ−１８残部　　　−２４，７７０，９３Ｔ’　−１９
残部　　９．９１　２４．７５　０．９８Ｔ−５６残部
　　　−２３，８２０，７５真空融解によって得られた
鋳塊を再融解し、そしてアルゴンガスで噴霧した。かか
る噴霧は、いずれも本願の場合と同じ譲受人に譲渡され
たニス・エイ・ミラー（Ｓ、Ａ、　Ｍｉｌｌｅｒ）の同
時係属米国特許出願第５８４６８７．５８４６８８．５
８４６８９．５８４６９０および５８４６９１号明細書
中に記載のごとき１種以上の方法に従って実施した。

なお、これらの米国特許出願明細書の内容は引用によっ
て本明細書中に併合されるものとする。合体させるべき
急速凝固粉末を得るためには、その他公知の噴霧法を使
用することもできる。こうして得られた粉末をふるい分
けし、そして１００メツシユ以下の粒度を有する画分を
選択した。

選択された粉末試料を金属容器内に封入し、そしてＨＩ
Ｐを施した。ＨＩＰとは、当業界において公知のごとく
、粉末を合体させるための高温等圧圧縮操作を意味する
。本実施例の場合、上記の粉末試料には約１１５０℃お
よび約１５ｋｓｉの条件下で約２時間にわたるＨＩＰが
施された。

得られた合体試験片の各種の機械的性質が、ＨＩＰを施
したままの状態で評価された。得られた結果は下記第２
表中に示す通りである。

以下の表および説明中において使用される略号およびそ
の意味は次の通りである。ＹＳはｋｓｉ単位で表わされ
た降伏強さ、ｋｓｉは１０００ボンド７′平方インチ、
ＴＳはｋｓｉ単位の引張強さ、ＵＬはパーセント単位の
一様伸び、一様伸びは試験片の最大強度点において測定
された沖び、ＥＬはパーセント単位の全伸び、そして全
伸びは破断点における試験片の伸びの量である。ＥＬが
ＵＬより大きい場合、これはネッキングが起こったこと
を示す。

ＹＳ（ｋｓｉ）　　　　７２　　　７９　　　６６ＴＳ
（ｋ！ｌｉ＞　　　１３８　　２０３　　１９３ＥＬ（
％）　　　　　１３　　　３５　　　４５ＬＩＬ（％’
）　　　　　１３　　　３５　　　４２これらの合金試
料の各々は、室温すなわち約２０℃において望ましい組
合せの強度および延性を有している。これらの特性値を
基準として、以下の実施例において調製される合金試料
の特性値が比較される。

実施例２ 実施例１に記載のごとくにして調製された、ＨＩＰを施
したままの３種の合金試料に対して更に焼なましを施し
た。焼なまし後の合金試料の物理的性質は、ＨＩＰを施
したままの合金試料の物理的性質と共に、上記第３Ｂ、
３Ｃおよび３Ｄ表中に示されている。なお、第３Ａ表は
各合金試料に関するＨＩＰおよび焼なましの温度を示し
ており、また第３Ｂ、３Ｃおよび３Ｄ表は合金試料Ｔ−
１８、Ｔ−１９およびＴ−５６に関する室温特性をそれ
ぞれ示している。

すなわち、第３Ｂ、３Ｃおよび３Ｄ表中には室温下で測
定された機械的性質が示されているわけである。

第−一旦へ一一表 ＨＩＰ温度　　　１１６５℃　　１１４３℃　　１１５
０℃焼なまし温度　　１０００℃　　１０００℃　　１
０００℃焼なまし時間　　　２時間　　　　２時間　　
　　１時間Ｙ旦　ＴＳ　　藍　旦旦 ＨＩＰを施したままのＴ−１８７２１３８１３１３ＨＩ
Ｐおよび焼なまし後のＴ−１８７２１５４１７１７）Ｉ
ＩＰを施したままのＴ−１９７９２０３３５３５ＨＩＰ
および焼なまし後のＴ−１９８４２０３３３３３第一−
Ｊ肛−一表 ＨＩＰを施したままのＴ−５６６６１９３４２４５ＨＩ
Ｐおよび焼なまし後のＴ−５６６６１９２４１４６焼な
ましの結果、合金試料Ｔ−５６およびＴ−１９に関する
特性値にはほとんど変化がなかったのに対し、合金試料
Ｔ−１８は多少の延性向上および強度向上を示したこと
が明らかである。

実施例３ 実施例１に記載のごとくにして調製された合金試料Ｔ−
１８の合体試験片に対し、様々な組合せの加熱、冷却お
よび冷間加工を様々な順序で施しな。

すなわち、本実施例においては、実施例１に記載の合金
試料Ｔ−１８の合体試験片に対して下記第４表中に示さ
れるような処理および試験が施された。

施された処理工程は下記第４表中の「処理条件」欄に示
されており、また物理的性質の測定値も同表中に示され
ている。

上記第４表中に示された特性値から明らかな通り、溶融
物の噴霧によって粉末化されかつＨＩＰにより合体させ
て得られたホウ素添加アルミニウム化工ニッケル基合金
に冷間加工と焼なましとの組合せを施した場合、約１／
４の強度向上および約２倍の延性向上を達成することが
できる。

熱機械的処理工程を施したいずれの試験片においても、
室温下における引張伸びは原著に良好である。その結果
、熱機械的処理を受けた材料においては、降伏強さくＹ
Ｓ）はＨＩＰを施したままの材料の場合と同じレベルに
留まっているが、極限引張強さくＴＳ）は遥かに大きく
なっている。

実施例４ 実施例１に記載のごとくにして調製された合金試料Ｔ−
１９の合体試験片に対し、様々な組合せの加熱、冷却お
よび冷間加工を様々な順序で施した。

すなわち、本実施例においては、実施例１に記載の合金
試料Ｔ−１９の合体試験片に対して下記第５表中に示さ
れるような処理および試験が施された。

策−一旦一一人 ＨＩＰ、１０００°Ｃで２時間の焼な　　８４２０３　
３３　３３まし、および塩浴炉内急冷 第５表中に示された結果から明らかな通り、冷間加工と
煩なましとの組合せを施したことによってＵＬおよびＥ
Ｌは１／６程度の増加を示している。

更に注目すべきことには、常温圧延および焼なましを受
けた試験片においては、各試験片のＥＬがＵＬに比べて
大きいことかられかるようにネッキングが認められる。

その上、かかるネッキングには強度の低下が伴わないば
かりか、僅かな増加さえ認められる。かかる強度の増加
は２４時間程度という長時間の焼なまし後においても失
われることはない。

実施例５ 前述の通り、アルミニウム化工ニッケル基組成物はＬｌ
□形の結晶構造を示す。それらは、単一の相から成る規
則状態の面心立方晶系（ＦＣＣ）合金である。

他の単−相ＦＣＣ合金と比較するため、各種の合金の試
験片の機械的性質を下記にまとめて示す。

ここに示された性質は、４種の単−相ＦＣＣ合金に関す
る降伏強さくＹＳ、単位ｋｓｉ）、引張強さくＴＳ、単
位ｋｓｉ　）およびひずみ硬化率（ｄＳ、＃ｅ、単位ｋ
ｓｉ）である。それらの値は下記第６表中に示されてい
る。

策−一旦一一六 ノ）＝７１へフィール１へ鋼　　　　　　　　　　５５
　　１４０　　３００〈Ｆ忙〜１０−Ｃ） 実施例６ 実施例〕に記載のごとくにして調製された合金試ＩＩＴ
−１９の合体試験片に対し、約２５％の圧下量で常温圧
延を施したが、焼なましは行わなかった。かかる常温圧
延の結果、下記第７表から明らかなごとく引張特性値は
劇的に増大した。

本発明の実施に際しては、冷間加工がもたらす各種のア
ルミニウム化工ニッケル基組成物の物理的性質の変化は
、試験片に施される冷間加工の度合によって調節するこ
とができる。

第７表を見れは明らかな通り、試験片に２５％の冷間加
工を施しかつ焼なましは行わない場合、合金試料Ｔ−１
９の試験片の降伏強さは著しく高い値を示す。冷間加工
を受けた合金試料Ｔ−１９に関する降伏強さは約２５０
ｋｓｉ程度にも達するが、この値は延性を示す塊状の単
−相ＦＣＣ合金に関して報告された値の中てち最高のレ
ベルに属する。強度増大のために仲ひの値は比較的小さ
くなっているが、試験片のネンキングによって示される
ごとくに延性は十分なものである。

ＨＩＰを施したまま　　　７９．０　　２０３．２　　
３５．３　３５．３２５％の冷間加工後　　２５０．０
　　２６７．５　　　２．３　　２．６２５％の冷間加
工後　　２４７．５　　２６７．５　　　３．５　　５
．１上記の結果から十分に明らかとなる通り、本発明の
諸工程を使用すれば、噴霧および粉末合体によって得ら
れたホウ素添加アルミニウム化三二ソケル基組成物の室
温特性を実質的に変化させることができるのである。

本発明の特徴の１つに従って述べれば、広範囲の組成を
有するホウ素添加アルミニウム化工ニッケル基組成物の
室温引張強さを改善するためには、０．２〜１．５（原
子）％のホウ素を含有するアルミニウム化工ニッケル基
組成物の溶融物を調製し、ガス噴霧によりその溶融物を
急速に凝固させて粉せばよい。

実施例７ 下記第８Ａ表に示すような鋳塊を真空融解によって調製
した。なお、表中に示された含量は成分の添加量に基づ
いている。

吹付成形法に従って上記の溶融物を噴霧し、それにより
低温の集積面上に緻密な物体を形成した。

かかる吹付成形法の一例は、米国特許第３８２６３０１
および３９０９９２１号明細書中に開示されている。な
お、その他の吹付成形法を使用することもできる。形成
された物体を取外し、そして熱処理工程および熱機械的
処理工程を含む一連の処理操作を施した。

本実施例および上記実施例においては、各々の処理工程
を受けた材料から試験片を作成することにより、各々の
処理工程がもたらす機械的性質の変化を調べた。使用し
た処理操作および各々の処理操作後に得られた試験結果
を下記第８Ｂ表中に示す。

策−一旦旦一一表 １０００℃で２時間の焼なまし　　　　５８　１７４　
２９　２９第８Ｂ表中に示されたデータから明らかな通
り、試験片の性質は本発明の冷間加工工程の結果として
大福に向上した。

以上の説明かられかる通り１本発明の実施によれば、ア
ルミニウム化工ニッケル基徂成物の室温下における物理
的性質を実質的に改善することができる。なお本発明は
、ホウ素添加アルミニウム化工ニッケル基組成物の溶融
物を噴霧し、こうして得られた粉末を合体させることに
よって物体を形成する工程分含んでいる。

かかる物体の形成は、上記の説明中ではＨＩＰによって
行われるように記載されている。とは言え、かかる物体
を形成するために役立つその他の方法を使用することも
できる。たとえば、吹付成形法によって物体を形成する
ことも可能である２かかる吹付成形法の一例は、米国特
許第３８２６３０１および３９０９９２１号明細書中に
記載されている。また、噴霧された溶融物の流れを受容
面で遮って急速に凝固させることにより物体を形成する
ようなその他の吹付成形法も使用することが可能である
。

本発明の方法はホウ素添加アルミニウム１ヒ三ニツケル
基組成物に適用し得るものであるが、合金試料Ｔ−１９
もアルミニウム化工ニッケル基組成物の１種である。な
ぜなら、この組成物中のコバルトはニッケルに対する置
換金属（すなわち、ニッケル置換体）として含有されて
いるからである。

このように、ここで言う「アルミニウム化工ニッケル基
組成物Ｊは、コバルトのごときニッケル置換体並びにバ
ナジウム、ケイ素、ニオブ、タンクルおよびチタンのご
ときアルミニウム置換体を含有−ｊ−る組成物を仁包含
するものである。

かかる置換金属の含量は、ホウ素添加アルミニウムｆヒ
三ニッケル基組成物の性質または本発明によって可能と
なるそれらの性貫の改善を損なうことのないようなもの
であれはよい。たとえば、コハルｌ゛のごときニンケル
置換体は下記式中のａが０．０５〜０３０程度となるよ
うな含量を有することか好ましい。その他の成分に関す
る許容含量範囲は下記の式によって示される通りである
。

［（Ｎｌｌ−ａＭａ）＋−ｘ（入１＋−ｂＬ）−１＋ｏ
ｏ−ッＢ。

式中、Ｍはニッケルに対する置換金属であり、ａはＯＯ
〜０３の範囲内好ましくは約０．０５〜０．１５の範囲
内の値を有し、Ｍはアルミニウムに対する置換金属であ
り、ｂは０．０〜０】０の範囲内好ましくは約００１〜
００７の範囲内の値を有し、Ｘは０．２３〜０２５の範
囲内好ましくは約０．２４の値を有し、またｙは０２〜
１５０の範囲内好ま１−＜は０．２〜１．０の範囲内の
値を有する。

本発明の主要な利点の１つは　噴霧および粉末合体によ
って得られたアルミニウム（ヒ三ニッケル基組成物の機
械的性質が熱機械的処理の結果として改善されることに
ある。なお、置換金属を含まない単純なホウ素添加アル
ミニウム化工ニッケル基組成物を処理すれば、より大き
い利益を生み出すことができる。かかる組成物の一例は
合金試料？ Ｔ−１ｆｆであって、これはニッケルおよびアルミニウ
ムを本質的に化学量論的な比率で含有している。もう１
つの例は合金試料Ｔ−５６であるが、これはニッケルに
富む組成物である。すなわち、上記式中のニッケル含量
（１−ｘ）は０．７５より大きく、またアルミニウム含
量Ｘは０．２５より小さいのである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）式 ［（Ｎｉ＿１＿−＿ａＭ＿ａ）＿１＿−＿ｘ（Ａｌ＿１
   ＿−＿ｂ＠Ｍ＠＿ｂ）＿ｘ］＿１＿０＿０＿−＿ｙＢ＿
   ｙ（式中、Ｍはニッケルに対する置換金属であり、ａは
   ０．０〜０．３０の範囲内の値を有し、＠Ｍ＠はアルミ
   ニウムに対する置換金属であり、ｂは０．０〜０．１０
   の範囲内の値を有し、ｘは０．２３〜０．２５の範囲内
   の値を有し、またｙは０．２〜１．５０の範囲内の値を
   有する）で表わされるホウ素添加アルミニウム化三ニッ
   ケル基組成物の溶融物を調製し、（ｂ）前記溶融物を噴
   霧して急速に凝固させることにより、Ｌｌ＿２形の結晶
   構造を有する粉末粒子を生成させ、（ｃ）前記Ｌｌ＿２
   形の結晶構造を保存しながら前記粒子を合体させて物体
   を形成し、次いで（ｄ）冷間加工によって前記物体を５
   ％以上変形させる諸工程から成ることを特徴とする、ア
   ルミニウム化三ニッケル基組成物の室温特性を改善する
   方法。 ２、前記置換金属Ｍがコバルトである特許請求の範囲第
   １項記載の方法。 ３、前記置換金属＠Ｍ＠がケイ素、バナジウム、タンタ
   ル、チタンおよびニオブから成る群より選ばれた少なく
   とも１種の金属である特許請求の範囲第１項記載の方法
   。 ４、ａが約０．０５〜０．１５の範囲内の値を有する特
   許請求の範囲第１項記載の方法。 ５、ｂが０．０１〜０．０７の範囲内の値を有する特許
   請求の範囲第１項記載の方法。 ６、ｘが０．２３５〜０．２４５の範囲内の値を有する
   特許請求の範囲第１項記載の方法。 ７、ｙが０．２〜１．０の範囲内の値を有する特許請求
   の範囲第１項記載の方法。 ８、前記物体が吹付成形によって形成される特許請求の
   範囲第１項記載の方法。 ９、前記物体が高温等圧圧縮によって形成される特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 １０、前記物体の変形度が１０％以上である特許請求の
   範囲第１項記載の方法。 １１、前記物体の変形度が約２５％である特許請求の範
   囲第１項記載の方法。