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

Publication number
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
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
less
alloy
stress corrosion
corrosion cracking
cracking resistance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1785586A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshio Yonezawa
利夫 米澤
Shinya Sasakuri
笹栗 信也
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP1785586A priority Critical patent/JPS62177157A/ja
Publication of JPS62177157A publication Critical patent/JPS62177157A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D6/00Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/004Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (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。

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。
〔従来の技術〕
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。
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。
インコネk X−750:  C≦’o、oa%、Mn
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。
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。
〔問題点を解決するための手段〕
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
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。
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。
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。
〔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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(Cr3C2l Cr7C1e Cr23C6等のCr
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。
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。
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。
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。
〔分散強化合金として成形後の熱処理条件の限定理由〕
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。
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。
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。
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。
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。
【図面の簡単な説明】
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 (%)

Claims (1)

  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。
JP1785586A 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 Pending JPS62177157A (ja)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0235075B1 (en) Ni-based alloy and method for preparing same
Pike Development of a fabricable gamma-prime (γ′) strengthened superalloy
US4209348A (en) Heat treated superalloy single crystal article and process
US4388124A (en) Cyclic oxidation-hot corrosion resistant nickel-base superalloys
CN114086049B (zh) 2.0GPa级超高屈服强度塑性CoCrNi基中熵合金及其制备方法
US7156932B2 (en) Nickel-base alloys and methods of heat treating nickel-base alloys
Mankins et al. Microstructure and phase stability of Inconel alloy 617
Zhang et al. Strengthening by [gamma]/[gamma]'Interfacial Dislocation Networks in TMS-162-Toward a Fifth-Generation Single-Crystal Superalloy
JPS60170548A (ja) 超合金材料の鍛造方法
Zhang et al. Investigation on the tensile deformation mechanisms in a new Ni–Fe-base superalloy HT700T at 750° C
Wadsworth et al. Superplastic Al-Cu-Li-Mg-Zr alloys
Moll et al. Heat treatment of 706 alloy for optimum 1200 F stress-rupture properties
JPS62267441A (ja) 単結晶ス−パアロイ製品及び製造方法
US5516380A (en) NiAl intermetallic alloy and article with improved high temperature strength
US4597809A (en) High strength hot corrosion resistant single crystals containing tantalum carbide
JPS62177157A (ja) 耐応力腐食割れ分散強化型合金及びその製造方法
US6328827B1 (en) Method of manufacturing sheets made of alloy 718 for the superplastic forming of parts therefrom
Ray et al. Microcrystalline iron-base alloys made using a rapid solidification technology
US4888069A (en) Nickel base superalloys having low chromium and cobalt contents
JPS62167839A (ja) Ni基合金及びその製造法
US4961905A (en) Nickel aluminide materials having toughness and ductility at low temperatures
JP3286332B2 (ja) ニッケル基超合金およびそれから製造された単結晶形の工業用ガスタービン高温域部品
US4676846A (en) Heat treatment for superalloy
US5258081A (en) Auxiliary heat treatment for aluminium-lithium alloys
GB2039296A (en) Heat treated superalloy single crystal article and process