JPS6220847A - 微細結晶粒を有する金属材料とその製造方法 - Google Patents
微細結晶粒を有する金属材料とその製造方法Info
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- JPS6220847A JPS6220847A JP15703285A JP15703285A JPS6220847A JP S6220847 A JPS6220847 A JP S6220847A JP 15703285 A JP15703285 A JP 15703285A JP 15703285 A JP15703285 A JP 15703285A JP S6220847 A JPS6220847 A JP S6220847A
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- Japan
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- metal material
- ultrafine particles
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は微細結晶組織を得るのに好適な金属材料とその
製造方法に関する。
製造方法に関する。
一般の金属材料は鋳造のまま適用されるものと鍛造、圧
延後適用されるものがある。しかし、鋳造のまま適用さ
れるものは結晶粒が粗大であるため、機械的性質が低く
、使用野命が短かいなどの欠点がある。また、熱処理割
れや溶接割れの問題も生ずる。
延後適用されるものがある。しかし、鋳造のまま適用さ
れるものは結晶粒が粗大であるため、機械的性質が低く
、使用野命が短かいなどの欠点がある。また、熱処理割
れや溶接割れの問題も生ずる。
他方、鍛造及び圧延過程においては、結晶粒の粗いもの
は鍛造割れや圧延割れなどを起しやすい。
は鍛造割れや圧延割れなどを起しやすい。
以上のように、多結晶金属材料においては結晶粒が粗大
なために上記のような種々の問題がある。それに対して
、従来から結晶粒を微細にするために合金元素を添加す
る方法がとられて。
なために上記のような種々の問題がある。それに対して
、従来から結晶粒を微細にするために合金元素を添加す
る方法がとられて。
いる。しかしながら、合金元素を添加する方法において
は、材料の物性値との兼合いから添加量が限られるため
、結晶粒微細化に対してもおのずから限度がある。
は、材料の物性値との兼合いから添加量が限られるため
、結晶粒微細化に対してもおのずから限度がある。
本発明の目的は、金属材料の機械的性質、清浄度の低下
がない微細結晶粒を有する金属材料及びその製造方法を
提供することにある。
がない微細結晶粒を有する金属材料及びその製造方法を
提供することにある。
本発明を概説すれば、本発明の第１の発明は微細結晶粒
を有する金属材料に関する発明であって、多結晶構造を
有する金属材料において、該金属材料よりも高い融点を
もち、かつ該金属材料中に溶解しない物質からなる超微
粒子を含有していることを特徴とする。
を有する金属材料に関する発明であって、多結晶構造を
有する金属材料において、該金属材料よりも高い融点を
もち、かつ該金属材料中に溶解しない物質からなる超微
粒子を含有していることを特徴とする。
また本発明の第２の発明は、上記金属材料の製造方法に
関する発明であって、金属材料よりも高い融点をもち、
かつ該金属材料中に溶解しない物質からなる超微粒子を
、該金属材料の溶湯中に添加する工程を包含することを
特徴とする。
関する発明であって、金属材料よりも高い融点をもち、
かつ該金属材料中に溶解しない物質からなる超微粒子を
、該金属材料の溶湯中に添加する工程を包含することを
特徴とする。
該超微粒子を添加すると、当該金属材料の溶融凝固過程
において超微粒子が結晶粒の核生成となって凝固組織を
生成させるため、結晶粒が微細となる。結晶粒は鋳物の
状態でオーステナイト結晶粒度番号で２以上、特に３以
上が好ましい。
において超微粒子が結晶粒の核生成となって凝固組織を
生成させるため、結晶粒が微細となる。結晶粒は鋳物の
状態でオーステナイト結晶粒度番号で２以上、特に３以
上が好ましい。
上記超微粒子の粒径は１０００Ａ以下が好ましい。それ
より大きいと金属材料の清浄度を損ない、逆に延性の低
下や鍛造性を損なう。
より大きいと金属材料の清浄度を損ない、逆に延性の低
下や鍛造性を損なう。
超微粒子は純金属でもよいが、活性なため大気中で燃焼
するなどの安全性の点で欠点があり、堰扱いに注意を要
する。したがって、大気中でも安定な酸化物、窒化物、
炭化物の少なくとも１種が好ましい。その添加量は５重
量％以下、特に１〜０．２重量％が好ましい。
するなどの安全性の点で欠点があり、堰扱いに注意を要
する。したがって、大気中でも安定な酸化物、窒化物、
炭化物の少なくとも１種が好ましい。その添加量は５重
量％以下、特に１〜０．２重量％が好ましい。
本発明の上記金属材料の例としては、合金鋼、Ｃｕ又は
Ｃｕ合金、ｋｌ又はＡｌ合金、Ｔｉ又１ｄＴｉ合金、Ｎ
ｂ又はＮｂ合金、Ｃｒ合金、Ｔａ合金、Ｓ１合金あるい
はＭｎ合金などが挙げられ、これらへの適用が好ましい
が、これら以外の金属材料に適用しても差支えない。
Ｃｕ合金、ｋｌ又はＡｌ合金、Ｔｉ又１ｄＴｉ合金、Ｎ
ｂ又はＮｂ合金、Ｃｒ合金、Ｔａ合金、Ｓ１合金あるい
はＭｎ合金などが挙げられ、これらへの適用が好ましい
が、これら以外の金属材料に適用しても差支えない。
本発明の金属材料の製造は、前記のように該超微粒子を
溶湯中に添加するが、特に溶湯をかくはんすることが好
ましい。
溶湯中に添加するが、特に溶湯をかくはんすることが好
ましい。
１だ、超微粒子を添加後に、鍛造及び再結晶化処理を行
ってもよい。
ってもよい。
以下、本発明を実施例によシ更に具体的に説明するが、
本発明はこれら実施例に限定されない。
本発明はこれら実施例に限定されない。
実施例１
純Ｃｕ に超微粒子を添加し、結晶への影響を検討し
た。
た。
使用した超微粒子はＮｉ 酸化物とＴｉ 窒化物で
ある。その粒子の粒径は両者共、約１５０Ａ〜１００Ｑ
Ａである。なお、Ｎｉ 酸化物は元々Ｎ１ 粉末で
あったが、安定化処理し、酸化物としたものである。し
たがって、添加時には分解してＮ１ に変化している
可能性もある。
ある。その粒子の粒径は両者共、約１５０Ａ〜１００Ｑ
Ａである。なお、Ｎｉ 酸化物は元々Ｎ１ 粉末で
あったが、安定化処理し、酸化物としたものである。し
たがって、添加時には分解してＮ１ に変化している
可能性もある。
溶解原料に使用した純Ｃｕ の形状は３ｆｉ角で長さ
２ｆｌに加工したものである。溶解に使用１−た純Ｃｕ
Ｏ量はそれぞれ１６２である。超微粒子の添加量はＮ
ｉ 酸化物及びＴｉ 窒化物共に０１２である。溶
解は、電気炉大気溶解で実施した。
２ｆｌに加工したものである。溶解に使用１−た純Ｃｕ
Ｏ量はそれぞれ１６２である。超微粒子の添加量はＮ
ｉ 酸化物及びＴｉ 窒化物共に０１２である。溶
解は、電気炉大気溶解で実施した。
溶解条件は温度１２００℃、１５分間保保持炉内冷却と
した。なお、超微粒子は溶解前にあ、らかじめ添加した
。
した。なお、超微粒子は溶解前にあ、らかじめ添加した
。
第１図は、本発明及び比較例の金、ｌｉ？Ｓ＋ｆＥ１織
を対比して示す倍率１００倍の光学顕微鐘写真である。
を対比して示す倍率１００倍の光学顕微鐘写真である。
第１図において、（ａ）は本発明と比較のために、超微
粒子を添加せず、溶解した材料の組織であるが、凝固時
に生成したデンドライトが著しく太きい。い）及び（ｃ
）は本発明に従ってＮ１ 酸化物又はＴｉ 窒化物
を添加した組織を示す。結晶粒は超微粒子を添加しない
もの（ａ）に比べて著しく細かく、本発明の効果が明ら
かである。
粒子を添加せず、溶解した材料の組織であるが、凝固時
に生成したデンドライトが著しく太きい。い）及び（ｃ
）は本発明に従ってＮ１ 酸化物又はＴｉ 窒化物
を添加した組織を示す。結晶粒は超微粒子を添加しない
もの（ａ）に比べて著しく細かく、本発明の効果が明ら
かである。
実施例２
次に５ＵＳ３１６ステンレスＱに適用した結果を示す。
高周波大気溶解にて５ＵＳ３１６を溶解し、超微粒子を
添加してその影響を検討した。ＳＵＳ ３１６の溶解量
は５ ｋｇであり、超微粒子の添加量は５０２である。
添加してその影響を検討した。ＳＵＳ ３１６の溶解量
は５ ｋｇであり、超微粒子の添加量は５０２である。
使用した超微粒子は実施例１と同様に粒径が１５０〜１
０００ＡのＴｉ 窒化物を用いた。溶解温度は１６ｏＯ
〜１７００’Ｃであり、インゴットは１０００〜１１０
０℃の溶体化処理を施した。
０００ＡのＴｉ 窒化物を用いた。溶解温度は１６ｏＯ
〜１７００’Ｃであり、インゴットは１０００〜１１０
０℃の溶体化処理を施した。
実施例６
実施例２で用いた材料を、鍛造後、１１００℃で１時間
再結晶させた。鋳造材と同じく、微細化効果が認めら九
た。
再結晶させた。鋳造材と同じく、微細化効果が認めら九
た。
実施例４
実施例２の溶解条件及び熱処理条件を用い、結晶粒径及
び％覧特性と添加超微粒子径との関係を検討した。その
添加量は５０２である。
び％覧特性と添加超微粒子径との関係を検討した。その
添加量は５０２である。
摂２図はオーステナイト結晶粒度番号（縦軸）と添加し
た超微粒子の粒子径（Ａ、横軸）との関係を示すグラフ
である。その結果、本発明の超微粒子の粒径１０００Ａ
以下の結晶粒度番号３〜５と結晶粒が細かいのに対して
、比較の１０００Ａ以上ではｃＬ５〜２と前者よりも結
晶粒度が著しく粗い。
た超微粒子の粒子径（Ａ、横軸）との関係を示すグラフ
である。その結果、本発明の超微粒子の粒径１０００Ａ
以下の結晶粒度番号３〜５と結晶粒が細かいのに対して
、比較の１０００Ａ以上ではｃＬ５〜２と前者よりも結
晶粒度が著しく粗い。
第５図は超微粒子の粒子径（Ａ、横軸）と衝撃値（ｋｇ
・ｍ、縦軸）との関係を示すグラフである。その結果、
本発明の超微粒子の粒径が１０００Ａ以下における衝撃
値は約２５’に９・ｍと高い数値を示す。それに対して
、比較材の５ｚ値は超微粒子の粒径がＩＡＯＯＡで１８
に９−ｍ及び４０００Ａで１５．５ｉ＜ｇ−ｍと前者に
比較して著しく低い。本発明材に比べて比較材の衝撃値
が低いのは第２図で示したごとく結晶粒径が粗いのと、
金属介在物が多くなシ、清浄度が低下するためである。
・ｍ、縦軸）との関係を示すグラフである。その結果、
本発明の超微粒子の粒径が１０００Ａ以下における衝撃
値は約２５’に９・ｍと高い数値を示す。それに対して
、比較材の５ｚ値は超微粒子の粒径がＩＡＯＯＡで１８
に９−ｍ及び４０００Ａで１５．５ｉ＜ｇ−ｍと前者に
比較して著しく低い。本発明材に比べて比較材の衝撃値
が低いのは第２図で示したごとく結晶粒径が粗いのと、
金属介在物が多くなシ、清浄度が低下するためである。
本発明によれば金属材料の機械的性質を損なうことなく
、做、剖Ｊ織が得られるので、微細な組織の金属を得る
のに効果がある。
、做、剖Ｊ織が得られるので、微細な組織の金属を得る
のに効果がある。
第１図は本発明及び比較例の金属組織を対比して示す倍
率１００倍の光学顕微鏡写真、第２図はオーステナイト
結晶粒度番号と超微粒子の粒子径との関係を示すグラフ
、第５図は衝撃値と該粒子径との関係を示すグラフであ
る。
率１００倍の光学顕微鏡写真、第２図はオーステナイト
結晶粒度番号と超微粒子の粒子径との関係を示すグラフ
、第５図は衝撃値と該粒子径との関係を示すグラフであ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、多結晶構造を有する金属材料において、該金属材料
よりも高い融点をもち、かつ該金属材料中に溶解しない
物質からなる超微粒子を含有していることを特徴とする
微細結晶粒を有する金属材料。 ２、該超微粒子が、酸化物、窒化物又は炭化物である特
許請求の範囲第１項記載の微細結晶粒を有する金属材料
。 ３、該超微粒子はその大部分が、１０００Å以下の粒子
である特許請求の範囲第１項又は第２項記載の微細結晶
粒を有する金属材料。 ４、該金属材料が、合金鋼、Ｃｕ又はＣｕ合金、Ａｌ又
はＡｌ合金、Ｔｉ又はＴｉ合金、Ｎｂ又はＮｂ合金、Ｃ
ｒ合金、Ｔａ合金、Ｓｉ合金あるいはＭｎ合金である特
許請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載の微細結
晶粒を有する金属材料。 ５、金属材料よりも高い融点をもち、かつ該金属材料中
に溶解しない物質からなる超微粒子を、該金属材料の溶
湯中に添加する工程を包含することを特徴とする微細結
晶粒を有する金属材料の製造方法。 ６、該超微粒子を添加後に、鍛造及び再結晶工程を行う
特許請求の範囲第５項記載の微細結晶粒を有する金属材
料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60157032A JPH0715137B2 (ja) | 1985-07-18 | 1985-07-18 | 微細結晶粒を有する金属材料とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60157032A JPH0715137B2 (ja) | 1985-07-18 | 1985-07-18 | 微細結晶粒を有する金属材料とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6220847A true JPS6220847A (ja) | 1987-01-29 |
| JPH0715137B2 JPH0715137B2 (ja) | 1995-02-22 |
Family
ID=15640696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60157032A Expired - Lifetime JPH0715137B2 (ja) | 1985-07-18 | 1985-07-18 | 微細結晶粒を有する金属材料とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0715137B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63243244A (ja) * | 1987-03-30 | 1988-10-11 | Agency Of Ind Science & Technol | 電気材料用粒子分散強化銅の製造方法 |
| JPS6436744A (en) * | 1987-07-30 | 1989-02-07 | Shinzo Sato | Product and material reinforced by distributing metallic nitrogen compound into total area of copper titanium, aluminum, magnesium as well as alloy of these metallic groups and normal cast iron |
| JPH01219179A (ja) * | 1988-02-26 | 1989-09-01 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | クラッド容器 |
| JPH01275779A (ja) * | 1988-04-28 | 1989-11-06 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | クラッド容器 |
| JPH01275780A (ja) * | 1988-04-28 | 1989-11-06 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | クラッド容器 |
| JPH01279777A (ja) * | 1988-04-28 | 1989-11-10 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | クラッド容器 |
| JPH01279778A (ja) * | 1988-04-28 | 1989-11-10 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | クラッド容器 |
| CN110468315A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-11-19 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 一种富氮锰钒基材料的制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5362720A (en) * | 1976-11-16 | 1978-06-05 | Kubota Ltd | Manufacture of heat resisting cast steel |
| JPS568094A (en) * | 1979-07-02 | 1981-01-27 | Hitachi Ltd | Drum type washing machine |
| JPS5725606A (en) * | 1980-07-22 | 1982-02-10 | Murata Manufacturing Co | Dielectric porcelain composition |
| JPS59219444A (ja) * | 1983-05-24 | 1984-12-10 | Toyota Motor Corp | 分散強化型アルミニウム合金 |
-
1985
- 1985-07-18 JP JP60157032A patent/JPH0715137B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
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| JPH01219179A (ja) * | 1988-02-26 | 1989-09-01 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | クラッド容器 |
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| CN110468315A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-11-19 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 一种富氮锰钒基材料的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0715137B2 (ja) | 1995-02-22 |
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