JPS62177157A - 耐応力腐食割れ分散強化型合金及びその製造方法 - Google Patents
耐応力腐食割れ分散強化型合金及びその製造方法Info
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- JPS62177157A JPS62177157A JP1785586A JP1785586A JPS62177157A JP S62177157 A JPS62177157 A JP S62177157A JP 1785586 A JP1785586 A JP 1785586A JP 1785586 A JP1785586 A JP 1785586A JP S62177157 A JPS62177157 A JP S62177157A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/004—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は耐応力腐食割れ分散強化型合金及びその製造方
法に関し、特に軽水炉あるいは新型転換炉の炉内構造部
材や燃料要素等に用いられるビン、ボルト、スクリュー
寺の締結部材又は也バネ、コイルバネ等のスプリング部
材及びペロ一部材、並びにタービン用ボルト、ブレード
、熱ダ換器用支持構造部材、熱父換器伝熱管材寺に通用
される分散強化型合台及びその製造方法に関する。
法に関し、特に軽水炉あるいは新型転換炉の炉内構造部
材や燃料要素等に用いられるビン、ボルト、スクリュー
寺の締結部材又は也バネ、コイルバネ等のスプリング部
材及びペロ一部材、並びにタービン用ボルト、ブレード
、熱ダ換器用支持構造部材、熱父換器伝熱管材寺に通用
される分散強化型合台及びその製造方法に関する。
従来は、インコネ# (Inconel) X −75
0(商品名)と称するN1≧710%、Cr:14.0
〜17.0%、Fe:5.0〜9.0%を有し、At、
Ti。
0(商品名)と称するN1≧710%、Cr:14.0
〜17.0%、Fe:5.0〜9.0%を有し、At、
Ti。
Ntl 全下記のエリに含む析出強化型Ni、?!!
ii合金が用いられていたが、インコネルX−750は
熱処理条件、応力条件に工っては応力腐食割れ感受性が
高く、上記の締結部材で応力腐食割れを生じることがあ
る。
ii合金が用いられていたが、インコネルX−750は
熱処理条件、応力条件に工っては応力腐食割れ感受性が
高く、上記の締結部材で応力腐食割れを生じることがあ
る。
インコネk X−750: C≦’o、oa%、Mn
S2.00%。
S2.00%。
S1≦(150%、S≦[101%v Cr : 1
a、 o〜17.0%、 Ni≧70.O%、 Fe
: 5.00〜9.00%、 co≦1.0%、Nb:
α70〜1.20%、Ti:2.25〜2.75%、A
t:aao〜1.00%〔発明が屏決し工すとする問題
点〕 従来、一般に高張[(0,2%耐力、引張強きの高いも
の)のもの程耐応力腐食割れ性は劣ると言われており、
高張反部材で、高温高圧水中での耐応力腐食割れ註の優
れているものがなかった。
a、 o〜17.0%、 Ni≧70.O%、 Fe
: 5.00〜9.00%、 co≦1.0%、Nb:
α70〜1.20%、Ti:2.25〜2.75%、A
t:aao〜1.00%〔発明が屏決し工すとする問題
点〕 従来、一般に高張[(0,2%耐力、引張強きの高いも
の)のもの程耐応力腐食割れ性は劣ると言われており、
高張反部材で、高温高圧水中での耐応力腐食割れ註の優
れているものがなかった。
本発明は上述の工うな応力腐“食割れの発生がない分散
強化型合金及びその製造方法を提供し=うとするもので
ある。
強化型合金及びその製造方法を提供し=うとするもので
ある。
従来用いてきたインコネルX−750の締結部材で生じ
た高温高圧水中での応力腐食割れは全て粒界割れであり
、その割れ抵抗は熱処理条件により異ることが知られて
おり、その熱処理条件による割れ抵抗は結晶粒界にMg
3C,lが半連続状に整合析出しているか否かに関係し
ていることが知られている。そこで発明者は、LhsC
s k故意に合金内に分散させてやれば耐応力腐食割れ
性が得られるものと着眼し、化学成分と熱処理条件、加
工条件につき鋭意研究の結果本発明を完成するに至った
。
た高温高圧水中での応力腐食割れは全て粒界割れであり
、その割れ抵抗は熱処理条件により異ることが知られて
おり、その熱処理条件による割れ抵抗は結晶粒界にMg
3C,lが半連続状に整合析出しているか否かに関係し
ていることが知られている。そこで発明者は、LhsC
s k故意に合金内に分散させてやれば耐応力腐食割れ
性が得られるものと着眼し、化学成分と熱処理条件、加
工条件につき鋭意研究の結果本発明を完成するに至った
。
丁lわち本発明は、
(1)重量比でNi15%以上75%以下、Cr:10
%以上30%以下、C:[1L04チ以下、MO: 6
%以下、Ti:1%以上5%以下、At:[14%以上
5%以下、Nb:1%以上10%以下、残Fe、さらに
必要にニジ希土類元素やMg、Caを少くとも1種、各
々cL1%以下含む合金を母合金として、これに微粒の
Cr5(4。
%以上30%以下、C:[1L04チ以下、MO: 6
%以下、Ti:1%以上5%以下、At:[14%以上
5%以下、Nb:1%以上10%以下、残Fe、さらに
必要にニジ希土類元素やMg、Caを少くとも1種、各
々cL1%以下含む合金を母合金として、これに微粒の
Cr5(4。
Cr7C3、Cr23C6等のCr炭化物や、CrN
、 Cr2N等のCr窒化物を添加し、熱処理後にM2
3(4が粒径5μm以下の細粒で体積比でα1チ以上1
0チ以下となる工すに分散させ、耐応力腐食割れ性を向
上させてなることを特徴とする耐応力腐食割れ分散強化
型合金及び (2) 重量比でNi:35%以上75%以下、Cr
:10%以上30%以下、C:α04%以下、Mo :
6%以下、Ti:1%以上5%以下、At:cL4S
JM上5%以下、Nb : 1 S DL上10%以下
、残Fe、さらに必要に工り希土類元素やMg、Caを
少くとも1v1、各々α1%以下含む合金を母合金とし
て、これに微粒のCr5(4゜Cr7(4# Cr23
C6等のCr炭化物や、CrN a Cr2N 等のC
r 窒化物を添加し、噴射分散法、HIP等で成形後、
980〜1200℃で2分〜5.0時間保持してから壁
塗以上の速い冷却速度で冷却し、次いで550〜850
℃で1.0〜100時間の時効処理を1回又は2回以上
施すことを特徴とする室温の12%耐力を70に&/w
s”以上、引張強さを1101y7.2以上の高強度で
、高温高圧水中での耐粒界応力腐食割れ性に優れた分散
強化型合金の製造方法でるる。
、 Cr2N等のCr窒化物を添加し、熱処理後にM2
3(4が粒径5μm以下の細粒で体積比でα1チ以上1
0チ以下となる工すに分散させ、耐応力腐食割れ性を向
上させてなることを特徴とする耐応力腐食割れ分散強化
型合金及び (2) 重量比でNi:35%以上75%以下、Cr
:10%以上30%以下、C:α04%以下、Mo :
6%以下、Ti:1%以上5%以下、At:cL4S
JM上5%以下、Nb : 1 S DL上10%以下
、残Fe、さらに必要に工り希土類元素やMg、Caを
少くとも1v1、各々α1%以下含む合金を母合金とし
て、これに微粒のCr5(4゜Cr7(4# Cr23
C6等のCr炭化物や、CrN a Cr2N 等のC
r 窒化物を添加し、噴射分散法、HIP等で成形後、
980〜1200℃で2分〜5.0時間保持してから壁
塗以上の速い冷却速度で冷却し、次いで550〜850
℃で1.0〜100時間の時効処理を1回又は2回以上
施すことを特徴とする室温の12%耐力を70に&/w
s”以上、引張強さを1101y7.2以上の高強度で
、高温高圧水中での耐粒界応力腐食割れ性に優れた分散
強化型合金の製造方法でるる。
本発明の母合金の各合金元素の限定理由及び分散強化粒
子の作用ならびに分散強化合金として成形後の熱処理の
限定理由は以下の通り。
子の作用ならびに分散強化合金として成形後の熱処理の
限定理由は以下の通り。
〔母合金の各合金元素の限′理由
CTCはCrと結びついてMzsCak形成し、M23
C6の析出は本発明合金の耐応力腐食割れ性を増すこと
から有効な元素であるが、多鼠に含有すると、分散強化
合金を成形後M23C6が均質に微細分散しにくいこと
から0.04%以下が良い。
C6の析出は本発明合金の耐応力腐食割れ性を増すこと
から有効な元素であるが、多鼠に含有すると、分散強化
合金を成形後M23C6が均質に微細分散しにくいこと
から0.04%以下が良い。
Ni : Ni は不合台の耐すラクセーション性を保
持させ、Ni、Ti、At と結合してNi3At。
持させ、Ni、Ti、At と結合してNi3At。
N i3 T i 、 Ni 3 N1)なるγ′相や
γ′相を析出させ、高強度を得ることから、できるだけ
多量に添加した方が好ましい。
γ′相を析出させ、高強度を得ることから、できるだけ
多量に添加した方が好ましい。
Cr : Cr は耐応力腐食割れ性を保持させる上で
最も重要な元素であり、10%以上、好ましくは14%
以上添加することが良い。しかしあ1り多量に添加する
と凝固偏析が著しくなり、均質な分散強化合金を得にく
くなるので30%以下とする。
最も重要な元素であり、10%以上、好ましくは14%
以上添加することが良い。しかしあ1り多量に添加する
と凝固偏析が著しくなり、均質な分散強化合金を得にく
くなるので30%以下とする。
Mo : Mo は耐孔食性、耐隙間腐食性を向上さ
せるが、反面M23C6の粒界析出を抑制することから
6%以下とする。
せるが、反面M23C6の粒界析出を抑制することから
6%以下とする。
Ti : TiはN1と結合してNi3Ti 7)るr
’に析出し強度を高くすることから、ある程度以上含有
させる必要があるが、あ1v高くすると廷性が低下し、
η相が析出して耐応力腐食割れ性が低下することから、
1%以上5%以下が良い。
’に析出し強度を高くすることから、ある程度以上含有
させる必要があるが、あ1v高くすると廷性が低下し、
η相が析出して耐応力腐食割れ性が低下することから、
1%以上5%以下が良い。
At: AtはN1と結合してNi、Atなるγを析出
し強度を高くすることからある程度以上含有させる必要
があるが、あまり高くすると耐応力腐食割れ性が低下す
ることから0.4%以上5%以下とする。
し強度を高くすることからある程度以上含有させる必要
があるが、あまり高くすると耐応力腐食割れ性が低下す
ることから0.4%以上5%以下とする。
Ni : NiはN1と結合してNi3Niなるγ′相
あるいはδ相を析出し、強度を高くすることから、 ある程度以上含有させる必要があるが、あfv高くする
と耐応力腐食割れ性が低下することから、1%以上10
%以下とする。
あるいはδ相を析出し、強度を高くすることから、 ある程度以上含有させる必要があるが、あfv高くする
と耐応力腐食割れ性が低下することから、1%以上10
%以下とする。
Hf、 Y、等希土類元素Mg、 Ca : Hf 、
Y等希土類元素及びMg、Cafd合金中合金線物と
しての0を除去し得るのみでなく、粒界に析出して粒界
結合力を上けることから添加した方が好ましいが添加し
すぎると耐孔食性に劣ることから、各々0.1%以下が
良い。
Y等希土類元素及びMg、Cafd合金中合金線物と
しての0を除去し得るのみでなく、粒界に析出して粒界
結合力を上けることから添加した方が好ましいが添加し
すぎると耐孔食性に劣ることから、各々0.1%以下が
良い。
(Cr3C2l Cr7C1e Cr23C6等のCr
炭化物やCrN。
炭化物やCrN。
Cr2N等のCr窒化物の添加)
MgC2(主としてCr ) の格子定数は約1α5
大でめジ、結晶構造はf、c、cである。これに対し母
合金の格子定数は約五5A″′Cあり、結晶構造ij、
f、c、c T6ることから、Mg3 (4は母合金母
相とは格子定数が約3倍で、同一結晶構造であり、母相
に整合しやすい。
大でめジ、結晶構造はf、c、cである。これに対し母
合金の格子定数は約五5A″′Cあり、結晶構造ij、
f、c、c T6ることから、Mg3 (4は母合金母
相とは格子定数が約3倍で、同一結晶構造であり、母相
に整合しやすい。
母相に整合析出し7tMzsCsは応力腐食割れを阻止
する働1!をもつことから、Mg3(4を母合金に多く
微細分散析出させることが望ましい。しかし850℃以
上の高温の合金中ではh’fzsca ニジもTiC
、N1)C等のMC炭化物の方が安定であり、分散強化
型合金の成形加工時にMg306 k添加してもMC炭
化物に変化しやすい。
する働1!をもつことから、Mg3(4を母合金に多く
微細分散析出させることが望ましい。しかし850℃以
上の高温の合金中ではh’fzsca ニジもTiC
、N1)C等のMC炭化物の方が安定であり、分散強化
型合金の成形加工時にMg306 k添加してもMC炭
化物に変化しやすい。
そこで分散強化型合金の成形加工時にはCr3C2゜C
r7C3、Cr23C6等のCr炭化物やCrN 、
Cr2N等のCr 窒化物の微細粒子を必要量添加し、
熱処理にニジM23C6の微細粒子が分散析出するよう
に調整するのが良い。
r7C3、Cr23C6等のCr炭化物やCrN 、
Cr2N等のCr 窒化物の微細粒子を必要量添加し、
熱処理にニジM23C6の微細粒子が分散析出するよう
に調整するのが良い。
MHC@ の微細粒子としては5μm以下の粒径のもの
が体積比で11%以上10%以下分散しているのが良く
、そのためには添加するCr炭化物やCr窒化物の微細
粒子はその後の熱処理条件にもよるが、50μm以下の
粒径のものが良い。
が体積比で11%以上10%以下分散しているのが良く
、そのためには添加するCr炭化物やCr窒化物の微細
粒子はその後の熱処理条件にもよるが、50μm以下の
粒径のものが良い。
γ、r@を析出させ所定の強度を得るとともにMg30
6 k母相と整合析出させることが本発明合金のねらい
であり、その念めには、980〜1200℃で完全溶体
化処理を行い、極力、炭化物や窒化物全固溶させた後壁
塗以上の速い冷却速度で冷却し、冷却過程で極力炭化物
や窒化物が析出しないようにし、その後に550〜85
0℃で1〜100hの時効処理を1回又は2回施し、r
’、 r” 、 M23C6の析出を図る。
6 k母相と整合析出させることが本発明合金のねらい
であり、その念めには、980〜1200℃で完全溶体
化処理を行い、極力、炭化物や窒化物全固溶させた後壁
塗以上の速い冷却速度で冷却し、冷却過程で極力炭化物
や窒化物が析出しないようにし、その後に550〜85
0℃で1〜100hの時効処理を1回又は2回施し、r
’、 r” 、 M23C6の析出を図る。
本発明合金の効果を立証するために下記の工つな試I!
i!I!を行った。
i!I!を行った。
O応力腐食割れ試験
軽水炉環境下で締結部材や、ペロー等に不発明合金が用
いられた場合の耐応力腐食割れ性を評価するため、m−
次系水を模擬した表1に示す環境下で、第1図に示す試
験片をlllLlμm/minの定歪速度で引張1)
(Con5tant ExtensionRate T
e5t ) 、各供試材の応力腐食割れ試験を実施し、
応力腐食割れの有無全調査した。
いられた場合の耐応力腐食割れ性を評価するため、m−
次系水を模擬した表1に示す環境下で、第1図に示す試
験片をlllLlμm/minの定歪速度で引張1)
(Con5tant ExtensionRate T
e5t ) 、各供試材の応力腐食割れ試験を実施し、
応力腐食割れの有無全調査した。
表1 試験条件
(1) 温 匿 ′560℃(2) 圧
力 214に9/crn”()(3)
水 質 pH(at25℃) 約7 H3BO,綴度(asB ) 約500 ppmL
iOH114度(asLi ) 約2 ppmH3約
50 cc−8TP/kl?・H20DO2(5ppb ct−<CL1ppm O供試材 本試験に用いた母合金の化学成分と分散強化合金成形後
の熱処理と、熱処理後のM23C60粒径、分散量の例
全表2に示す。
力 214に9/crn”()(3)
水 質 pH(at25℃) 約7 H3BO,綴度(asB ) 約500 ppmL
iOH114度(asLi ) 約2 ppmH3約
50 cc−8TP/kl?・H20DO2(5ppb ct−<CL1ppm O供試材 本試験に用いた母合金の化学成分と分散強化合金成形後
の熱処理と、熱処理後のM23C60粒径、分散量の例
全表2に示す。
O試験結果
M23C6の粒径、分散量と耐応力腐食割れ性用2図に
分散させたM2SC6の粒径、分散量と耐応力腐食割れ
性を示す。M23C6の粒径としては成形加工、熱処理
後の状態として5μm以下としたものが耐応力腐食割れ
性が良く、分散量としては体積比で[11〜10%が良
いことがわかる0 〔発明の効果〕 本発明の会合組成及び製造方法に工り耐応力腐食割れ性
に優れた合金が得られる。
分散させたM2SC6の粒径、分散量と耐応力腐食割れ
性を示す。M23C6の粒径としては成形加工、熱処理
後の状態として5μm以下としたものが耐応力腐食割れ
性が良く、分散量としては体積比で[11〜10%が良
いことがわかる0 〔発明の効果〕 本発明の会合組成及び製造方法に工り耐応力腐食割れ性
に優れた合金が得られる。
第1図は本発明合金の耐応力腐食割れ性を評価するため
の試験方法を示す図、第2図は本発明に関する会合の分
散させたM23C11の粒径、分散量と耐応力腐食割れ
性との関係を示す図表でめる0 複代理人 内 1) 明 復代理人 萩 原 亮 − 復代理人 安 西 篤 夫 第1図 93− 1.。 第 M23C6の粒径(/4711) 2図 M23C6の分散量 (%)
の試験方法を示す図、第2図は本発明に関する会合の分
散させたM23C11の粒径、分散量と耐応力腐食割れ
性との関係を示す図表でめる0 複代理人 内 1) 明 復代理人 萩 原 亮 − 復代理人 安 西 篤 夫 第1図 93− 1.。 第 M23C6の粒径(/4711) 2図 M23C6の分散量 (%)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)重量比でNi:35%以上75%以下、Cr:10
%以上30%以下、C:0.04%以下、Mo:6%以
下、Ti:1%以上5%以下、Al:0.4%以上5%
以下、Nb:1%以上10%以下、残Fe、さらに必要
により希土類元素やMg、Caを少くとも1種、各々0
.1%以下含む合金を母合金として、これに微粒のCr
_3C_2、Cr_7C_3、Cr_2_3C_6等の
Cr炭化物やCrN、Cr_2N等のCr窒化物を添加
し、熱処理後にM_2_3C_6が粒径5μm以下の細
粒で体積比で0.1%以上10%以下となるように分散
させ、耐応力腐食割れ性を向上させてなることを特徴と
する耐応力腐食割れ分散強化型合金。 2)重量比でNi:35%以上75%以下、Cr:10
%以上30%以下、C:0.04%以下、Mo:6%以
下、Ti:1%以上5%以下、Al:0.4%以上5%
以下、Ni:1%以上10%以下、残Fe、さらに必要
により希土類元素やMg、Caを少くとも1種、各々0
.1%以下含む合金を母合金として、これに微粒のCr
_3C_2、Cr_7C_3、Cr_2_3C_6等の
Cr炭化物や、CrN、Cr_2N等のCr窒化物を添
加し、噴射分散法、HIP等で成形後、980〜120
0℃で2分〜5.0時間保持してから空冷以上の速い冷
却速度で冷却し、次いで550〜850℃で1.0〜1
00時間の時効処理を1回又は2回以上施すことを特徴
とする室温の0.2%耐力を70kg/mm^2以上、
引張強さを110kg/mm^2以上の高強度で、高温
高圧水中での耐粒界応力腐食割れ性に優れた分散強化型
合金の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1785586A JPS62177157A (ja) | 1986-01-31 | 1986-01-31 | 耐応力腐食割れ分散強化型合金及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1785586A JPS62177157A (ja) | 1986-01-31 | 1986-01-31 | 耐応力腐食割れ分散強化型合金及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62177157A true JPS62177157A (ja) | 1987-08-04 |
Family
ID=11955270
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1785586A Pending JPS62177157A (ja) | 1986-01-31 | 1986-01-31 | 耐応力腐食割れ分散強化型合金及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62177157A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01294844A (ja) * | 1988-05-24 | 1989-11-28 | Tocalo Co Ltd | 含塩化物環境下で優れた耐食性を示す溶接肉盛材料 |
WO1996032517A1 (fr) * | 1995-04-12 | 1996-10-17 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Acier a haute resistance/tenacite resistant a la chaleur |
CN111663064A (zh) * | 2020-06-05 | 2020-09-15 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | 一种铸造高温合金及其熔炼方法 |
-
1986
- 1986-01-31 JP JP1785586A patent/JPS62177157A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01294844A (ja) * | 1988-05-24 | 1989-11-28 | Tocalo Co Ltd | 含塩化物環境下で優れた耐食性を示す溶接肉盛材料 |
WO1996032517A1 (fr) * | 1995-04-12 | 1996-10-17 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Acier a haute resistance/tenacite resistant a la chaleur |
US5817192A (en) * | 1995-04-12 | 1998-10-06 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | High-strength and high-toughness heat-resisting steel |
CN111663064A (zh) * | 2020-06-05 | 2020-09-15 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | 一种铸造高温合金及其熔炼方法 |
CN111663064B (zh) * | 2020-06-05 | 2021-09-14 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | 一种铸造高温合金及其熔炼方法 |
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