JPS62170445A - 耐応力腐食割れ性のすぐれた析出強化型Ｎｉ基鋳造合金 - Google Patents
耐応力腐食割れ性のすぐれた析出強化型Ｎｉ基鋳造合金Info
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- JPS62170445A JPS62170445A JP1075186A JP1075186A JPS62170445A JP S62170445 A JPS62170445 A JP S62170445A JP 1075186 A JP1075186 A JP 1075186A JP 1075186 A JP1075186 A JP 1075186A JP S62170445 A JPS62170445 A JP S62170445A
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (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】
［産業上の利用分野Ｊ
この発明は、特に原子力発電用軽水炉や転換炉などの構
造部材であるピン材やボルト材などとして用いた場合に
、すぐれた耐応力腐食割れ性を示す析出強化型Ｎｉ基鋳
造合金に関するものである。
造部材であるピン材やボルト材などとして用いた場合に
、すぐれた耐応力腐食割れ性を示す析出強化型Ｎｉ基鋳
造合金に関するものである。
［従来の技術］
従来、一般に、耐食性にすぐれ、かつ高強度を有する材
料として、重量％で（以下、％は重量％を示す）、 Ｃｒ 二 １４〜１７ ％、 Ｆｅ ： ５〜９％、 Ｎｂ ： ０．７〜１．２％、 Ｔｉ ： ２．２５〜２．７５％、 Ａｌ ： ０．４〜１％、 を含有し、残りがＮｉと不可避不純物からなる組成、並
びに鍛造加工による多結晶組織を有する析出強化型Ｎｉ
基鍛造合金が知られている。
料として、重量％で（以下、％は重量％を示す）、 Ｃｒ 二 １４〜１７ ％、 Ｆｅ ： ５〜９％、 Ｎｂ ： ０．７〜１．２％、 Ｔｉ ： ２．２５〜２．７５％、 Ａｌ ： ０．４〜１％、 を含有し、残りがＮｉと不可避不純物からなる組成、並
びに鍛造加工による多結晶組織を有する析出強化型Ｎｉ
基鍛造合金が知られている。
［発明が解決しようとする問題点１
しかし、この従来析出強化型Ｎｉ基鍛造合金は、・これ
を上記の軽水炉などの構造部材であるピン材やボルト材
などの製造に用いた場合、応力腐食割れが発生し易く、
信頼性の点で問題がある。
を上記の軽水炉などの構造部材であるピン材やボルト材
などの製造に用いた場合、応力腐食割れが発生し易く、
信頼性の点で問題がある。
［問題点を解決するための手段］
そこで、本発明者等は、上述のような観点から上記の従
来析出強化型Ｎｉ基鍛造合金に着目し、これにすぐれた
耐応力腐食性を付与すべ（研究を行った結果、その組織
に関して、多結晶鍛造ｍ織を単結晶鋳造組織にすると、
応力負荷状態の腐食環境下で応力腐食別れが皆無となる
という知見を得たのである。
来析出強化型Ｎｉ基鍛造合金に着目し、これにすぐれた
耐応力腐食性を付与すべ（研究を行った結果、その組織
に関して、多結晶鍛造ｍ織を単結晶鋳造組織にすると、
応力負荷状態の腐食環境下で応力腐食別れが皆無となる
という知見を得たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て、 Ｃｒ：１２〜３０％、 Ｎｂ ： ０．５〜３％、 Ｔｉ ： １〜５％、 ＡＩ ＋ ０．２〜３％、 を含有し、さらに、必要に応じて、 ＭｏおよびＷのうちの１種または２種；０．５〜６％と
、 Ｆｅ ： １〜１０％、 のうちのいずれか、または両方を含有し、残りがＮｉと
不可避不純物からなる組成、並びに単結晶鋳造組織を有
する、耐応力腐食割れ性のすぐれた析出強化型Ｎｉ基鋳
造合金に特徴を有するものである。
て、 Ｃｒ：１２〜３０％、 Ｎｂ ： ０．５〜３％、 Ｔｉ ： １〜５％、 ＡＩ ＋ ０．２〜３％、 を含有し、さらに、必要に応じて、 ＭｏおよびＷのうちの１種または２種；０．５〜６％と
、 Ｆｅ ： １〜１０％、 のうちのいずれか、または両方を含有し、残りがＮｉと
不可避不純物からなる組成、並びに単結晶鋳造組織を有
する、耐応力腐食割れ性のすぐれた析出強化型Ｎｉ基鋳
造合金に特徴を有するものである。
つぎに、この発明のＮｉ基鋳造合金において、成分組成
範囲を上記の通りに限定した理由を説明する。
範囲を上記の通りに限定した理由を説明する。
（ａ） Ｃｒ
Ｃｒ成分には、耐食性を向上させる作用があるが、その
含有量が１２％未満では所望の耐食性を確保することが
できず、一方その含有量が３０％を越えると、合金脆化
の原因となる０相やラーベス相などの金属間化合物が析
出するようになることから、その含有量を１２〜３０％
と定めた。
含有量が１２％未満では所望の耐食性を確保することが
できず、一方その含有量が３０％を越えると、合金脆化
の原因となる０相やラーベス相などの金属間化合物が析
出するようになることから、その含有量を１２〜３０％
と定めた。
（ｂ） Ｎｂ
Ｎｂ成分には、Ｎｉと結合し、Ｎｉ３Ｎｂからなる金属
間化合物＜ｆ”ｔｒ目）を析出形成して、合金の強度を
向上させる作用があるが、その含有量が０．５％未満で
は所望の強度向上効果が得られず、一方その含有量が３
％を越えると、；迂回時に割れが発生し易くなることか
ら、その含有量を０．５〜３％と定めた。
間化合物＜ｆ”ｔｒ目）を析出形成して、合金の強度を
向上させる作用があるが、その含有量が０．５％未満で
は所望の強度向上効果が得られず、一方その含有量が３
％を越えると、；迂回時に割れが発生し易くなることか
ら、その含有量を０．５〜３％と定めた。
（ｃ） Ｔｉ
Ｔｉ成分には、Ｎｉと結合し、Ｎｉ３Ｔｉからなる金属
間化合物（γ″相）を析出形成して、合金の強度を向上
させる作用があるが、その含有量が１％未満では所望の
高強度を確保することができず、一方その含有量が５％
を越えると、：迂回時に割れが発生し易くなることから
、その含有量を１〜５％と定めた。
間化合物（γ″相）を析出形成して、合金の強度を向上
させる作用があるが、その含有量が１％未満では所望の
高強度を確保することができず、一方その含有量が５％
を越えると、：迂回時に割れが発生し易くなることから
、その含有量を１〜５％と定めた。
（ｄ） Ａｔ
Ａｌ成分にも、Ｔｉ成分と同様にＮｉと結合し、Ｎｉ３
Ａｌからなる金属間化合物＜ｆ”ｔＮ）を析出形成して
、合金の強度を高める作用があるが、その含有量が０．
２％未満では所望の強度向上効果が得られず、一方その
含有量が３％を越えると、凝固時に割れが発生し易くな
ることから、その含有量を０．２〜３％と定めた。
Ａｌからなる金属間化合物＜ｆ”ｔＮ）を析出形成して
、合金の強度を高める作用があるが、その含有量が０．
２％未満では所望の強度向上効果が得られず、一方その
含有量が３％を越えると、凝固時に割れが発生し易くな
ることから、その含有量を０．２〜３％と定めた。
（ｅ） ＭｏおよびＷ
これらの成分には、合金の耐食性を一段と向上させる作
用があるので、より一層の耐食性が要求される場合に必
要に応じて含有されるが、その含有量が０．５％未満で
は所望の耐食性向上効果が得られず、一方その含有量が
６％を越えると、合金に脆化傾向が現れるようになるこ
とから、その含有量を０．５〜６％と定めた。
用があるので、より一層の耐食性が要求される場合に必
要に応じて含有されるが、その含有量が０．５％未満で
は所望の耐食性向上効果が得られず、一方その含有量が
６％を越えると、合金に脆化傾向が現れるようになるこ
とから、その含有量を０．５〜６％と定めた。
（ｆ） Ｆｅ
Ｆｅ成分には、高価なＮｉ成分の一部を代替含有させて
も合金の特性を損なわない作用があるので、特に経済性
を考慮する場合に必要に応じて含有されるが、その含有
量が１％未満では経済効果が少なく、一方その含有量が
１０％を越えると耐食性が低下するようになることから
、その含有量を１〜１０％と定めた。
も合金の特性を損なわない作用があるので、特に経済性
を考慮する場合に必要に応じて含有されるが、その含有
量が１％未満では経済効果が少なく、一方その含有量が
１０％を越えると耐食性が低下するようになることから
、その含有量を１〜１０％と定めた。
［実施例］
つぎに、この発明のＮｉ基鋳造合金を実施例により具体
的に説明する。
的に説明する。
通常の溶解炉を用い、それぞれ第１表に示される成分組
成をもった溶湯を調製し、さらにこれらの溶湯をそれぞ
れ通常の引下げ式単結晶鋳造炉を用いて鋳造し、いずれ
も単結晶鋳造組織をもち、かつ、輻：１０ｒｒＬｍ×厚
さ：１．５ｚｍＸ長さ＝９５ｍｒｒ。
成をもった溶湯を調製し、さらにこれらの溶湯をそれぞ
れ通常の引下げ式単結晶鋳造炉を用いて鋳造し、いずれ
も単結晶鋳造組織をもち、かつ、輻：１０ｒｒＬｍ×厚
さ：１．５ｚｍＸ長さ＝９５ｍｒｒ。
の寸法をもった短冊状の鋳片とし、ついでこの鋳片に９
００〜１３００°Ｃの範囲内の所定温度に、３０〜３０
０分間保持後、空冷の溶体化処理、および５００〜９０
０°Ｃの範囲内の所定温度に、１〜１００時間保持の時
効処理を施すことによって、素地中に微細な金属間化合
物が均一に析出分散して強化された本発明Ｎｉ基鋳造合
金１〜２１をそれぞれ製造した。
００〜１３００°Ｃの範囲内の所定温度に、３０〜３０
０分間保持後、空冷の溶体化処理、および５００〜９０
０°Ｃの範囲内の所定温度に、１〜１００時間保持の時
効処理を施すことによって、素地中に微細な金属間化合
物が均一に析出分散して強化された本発明Ｎｉ基鋳造合
金１〜２１をそれぞれ製造した。
一方、比較の目的で、同じく通常の溶解炉を用いてそれ
ぞれ第１表に示される成分組成をもった溶湯を調製し、
これらの溶湯を、直径： ６０ｍｍφ×長さ＋１００ｍ
ｍの寸法をもったインゴットに鋳造し、このインゴット
を１００〜１２００°Ｃの範囲内の温度で熱間鍛造を開
始して、いずれも多結晶鍛造組織をもち、同じく幅：１
０ｍｍＸ厚さ： １．５ｎｕｕ Ｘ 長さ：９５ｍｍの
寸法をもった短冊状の鍛造片とし、引続いて同じ＜９０
０〜１２００°Ｃの範囲内の所定温度に、５〜３００分
間保持後、空冷の溶体化処理、および５００〜８５０°
Ｃ範囲内の所定温度に、１〜１００時間保持の時効処理
を施すことによって、同様に素地中に微細な金属間化合
物が均一に析出分散して強化された１尼来Ｎｉ基鍛造合
金１〜９をそれぞれ製造した。
ぞれ第１表に示される成分組成をもった溶湯を調製し、
これらの溶湯を、直径： ６０ｍｍφ×長さ＋１００ｍ
ｍの寸法をもったインゴットに鋳造し、このインゴット
を１００〜１２００°Ｃの範囲内の温度で熱間鍛造を開
始して、いずれも多結晶鍛造組織をもち、同じく幅：１
０ｍｍＸ厚さ： １．５ｎｕｕ Ｘ 長さ：９５ｍｍの
寸法をもった短冊状の鍛造片とし、引続いて同じ＜９０
０〜１２００°Ｃの範囲内の所定温度に、５〜３００分
間保持後、空冷の溶体化処理、および５００〜８５０°
Ｃ範囲内の所定温度に、１〜１００時間保持の時効処理
を施すことによって、同様に素地中に微細な金属間化合
物が均一に析出分散して強化された１尼来Ｎｉ基鍛造合
金１〜９をそれぞれ製造した。
ついで、これらの本発明Ｎｉ基鋳造合金１〜２１および
従来Ｎｉ基鍛造合金１〜９について、強度を評価する目
的で、引張試験を行い引張り強さと０．２％酎耐を測定
し、さらに耐応力腐食割れ性を評価する目的で、上記の
鋳片および鍛造片を、中央部を内側半径：６ｍｍで曲げ
てＵ字形とし、このＵ字形の両端部をボルトで固定して
、前記両端部間の内側間隔を１２ｍｍとし、このように
鋳片および鍛造片の中央部において、その内側に圧縮応
力を、またその外側に引張応力を負荷した状態、すなわ
ち、本発明Ｎｉ基鋳造合金の鋳片では、その中央部にお
いて、結晶指向方向に圧縮応力と引張応力が負荷された
状態で圧力釜内に装入し、 ＰＨ：約７、・ Ｈ３ＢＯ３濃度（Ｂとして）：約５００ｐｐｍ、Ｌｉ０
ｈ濃度（Ｌｉとして）：約２ｐｐｍ、Ｈ２：約８０ｃｃ
−ＳＴＰ／ｋｇ −Ｈ２Ｏ、ＤＯ３： ５ｐｐｂ以下
、 Ｃ１−： ０．ｌｐｐｍ以下、 の水溶液に浸漬し、 濃度二８６０°Ｃ１ 圧カニ ２１４ｋｇ／ｃｍ２Ｇ。
従来Ｎｉ基鍛造合金１〜９について、強度を評価する目
的で、引張試験を行い引張り強さと０．２％酎耐を測定
し、さらに耐応力腐食割れ性を評価する目的で、上記の
鋳片および鍛造片を、中央部を内側半径：６ｍｍで曲げ
てＵ字形とし、このＵ字形の両端部をボルトで固定して
、前記両端部間の内側間隔を１２ｍｍとし、このように
鋳片および鍛造片の中央部において、その内側に圧縮応
力を、またその外側に引張応力を負荷した状態、すなわ
ち、本発明Ｎｉ基鋳造合金の鋳片では、その中央部にお
いて、結晶指向方向に圧縮応力と引張応力が負荷された
状態で圧力釜内に装入し、 ＰＨ：約７、・ Ｈ３ＢＯ３濃度（Ｂとして）：約５００ｐｐｍ、Ｌｉ０
ｈ濃度（Ｌｉとして）：約２ｐｐｍ、Ｈ２：約８０ｃｃ
−ＳＴＰ／ｋｇ −Ｈ２Ｏ、ＤＯ３： ５ｐｐｂ以下
、 Ｃ１−： ０．ｌｐｐｍ以下、 の水溶液に浸漬し、 濃度二８６０°Ｃ１ 圧カニ ２１４ｋｇ／ｃｍ２Ｇ。
の条件、すなわち軽水炉の構造部材のうち、特にピン材
やボルト材がさらされる条件に相当する条件で、４００
０時間の応力腐食割れ試験を行い、上記鋳片および鍛造
材の曲げ部における割れ発生の有無を観察した。これら
の結果を第１表に示した。
やボルト材がさらされる条件に相当する条件で、４００
０時間の応力腐食割れ試験を行い、上記鋳片および鍛造
材の曲げ部における割れ発生の有無を観察した。これら
の結果を第１表に示した。
［発明の効果］
第１表に示される結果から、本発明Ｎｉ基鋳造合金１〜
２１は、いずれも従来Ｎｉ基鍛造合金１〜９と同等の高
強度を保持した状態で、これより一段とすぐれた耐応力
腐食割れ性を示すことが明らかである。
２１は、いずれも従来Ｎｉ基鍛造合金１〜９と同等の高
強度を保持した状態で、これより一段とすぐれた耐応力
腐食割れ性を示すことが明らかである。
上述のように、この発明のＮｉ基鋳造合金は、単結晶鋳
造組織によってすぐれた耐応力腐食割れ性が確保され、
かつ素地中に微細均一に析出分散する金属間化合物によ
って高強度が確保され、さらに耐食性にもすぐれている
ので、これを応力負荷状態の腐食環境下で使用した場合
にすぐれた性能を著しく長期に亘って発揮するものであ
り、信頼性のきわめて高いものである。
造組織によってすぐれた耐応力腐食割れ性が確保され、
かつ素地中に微細均一に析出分散する金属間化合物によ
って高強度が確保され、さらに耐食性にもすぐれている
ので、これを応力負荷状態の腐食環境下で使用した場合
にすぐれた性能を著しく長期に亘って発揮するものであ
り、信頼性のきわめて高いものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）Ｃｒ：１２〜３０％、 Ｎｂ：０．５〜３％、 Ｔｉ：１〜５％、 Ａｌ：０．２〜３％、 を含有し、残りがＮｉと不可避不純物からなる組成（以
上重量％）、並びに単結晶鋳造組織を有することを特徴
とする耐応力腐食割れ性のすぐれた析出強化型Ｎｉ基鋳
造合金。 （２）Ｃｒ：１２〜３０％、 Ｎｂ：０．５〜３％、 Ｔｉ：１〜５％、 Ａｌ：０．２〜３％、 を含有し、さらに、 ＭｏおよびＷのうちの１種または２種： ０．５〜６％、 を含有し、残りがＮｉと不可避不純物からなる組成（以
上重量％）、並びに単結晶鋳造組織を有することを特徴
とする耐応力腐食割れ性のすぐれた析出強化型Ｎｉ基鋳
造合金。 （３）Ｃｒ：１２〜３０％、 Ｎｂ：０．５〜３％、 Ｔｉ：１〜５％、 Ａｌ：０．２〜３％、 を含有し、さらに、 Ｆｅ：１〜１０％、 を含有し、残りがＮｉと不可避不純物からなる組成（以
上重量％）、並びに一方向凝固鋳造組織を有することを
特徴とする耐応力腐食割れ性のすぐれた析出強化型Ｎｉ
基鋳造合金。 （４）Ｃｒ：１２〜３０％、 Ｎｂ：０．５〜３％、 Ｔｉ：１〜５％、 Ａｌ：０．２〜３％、 を含有し、さらに、 ＭｏおよびＷのうちの１種または２種： ０．５〜６％と、 Ｆｅ：１〜１０％、 を含有し、残りがＮｉと不可避不純物からなる組成（以
上重量％）、並び単結晶鋳造組織を有することを特徴と
する耐応力腐食割れ性のすぐれた析出強化型Ｎｉ基鋳造
合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1075186A JPS62170445A (ja) | 1986-01-21 | 1986-01-21 | 耐応力腐食割れ性のすぐれた析出強化型Ｎｉ基鋳造合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1075186A JPS62170445A (ja) | 1986-01-21 | 1986-01-21 | 耐応力腐食割れ性のすぐれた析出強化型Ｎｉ基鋳造合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62170445A true JPS62170445A (ja) | 1987-07-27 |
Family
ID=11759014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1075186A Pending JPS62170445A (ja) | 1986-01-21 | 1986-01-21 | 耐応力腐食割れ性のすぐれた析出強化型Ｎｉ基鋳造合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62170445A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02301538A (ja) * | 1989-05-16 | 1990-12-13 | Mitsubishi Materials Corp | 析出強化型Ｎｉ基単結晶鋳造合金 |
| JPH02301537A (ja) * | 1989-05-16 | 1990-12-13 | Mitsubishi Materials Corp | 耐応力腐食割れ性にすぐれた析出強化型Ｎｉ基単結晶合金 |
-
1986
- 1986-01-21 JP JP1075186A patent/JPS62170445A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02301538A (ja) * | 1989-05-16 | 1990-12-13 | Mitsubishi Materials Corp | 析出強化型Ｎｉ基単結晶鋳造合金 |
| JPH02301537A (ja) * | 1989-05-16 | 1990-12-13 | Mitsubishi Materials Corp | 耐応力腐食割れ性にすぐれた析出強化型Ｎｉ基単結晶合金 |
| JP2657096B2 (ja) * | 1989-05-16 | 1997-09-24 | 三菱マテリアル株式会社 | 析出強化型Ｎｉ基単結晶鋳造合金 |
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