JPS6277448A - 耐SCC性に優れた高強度Ni基合金部材の製造方法 - Google Patents

耐SCC性に優れた高強度Ni基合金部材の製造方法

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JPS6277448A
JPS6277448A JP21684385A JP21684385A JPS6277448A JP S6277448 A JPS6277448 A JP S6277448A JP 21684385 A JP21684385 A JP 21684385A JP 21684385 A JP21684385 A JP 21684385A JP S6277448 A JPS6277448 A JP S6277448A
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JP
Japan
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less
heat treatment
inconel
scc resistance
alloy member
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Motoji Tsubota
基司 坪田
Kazuharu Hattori
服部 和治
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、原子炉炉内等の高温水中で用いる、耐SCC
性(耐応力腐蝕割れ感受性)に優れた高強度Ni基合金
部材の製造方法に関する。
〔発明の技術的背坦とその問題点〕
従来、原子炉用バネ材などの高温水中で使用される部材
用合金として、インコネルX750 (商品名)などの
析出硬化型Ni基合金が多用されている。このインコネ
ル×750は、Crを14〜17%程度含右することに
よって純Niよりも耐食性が向上しており、また、Ti
を2.25〜2.75%、A1を0.4〜1.0%含む
ことによって、700℃から750℃の時効熱処理を通
じてNi3(AI、Ti)が析出し、これにより強度が
茗しく高くなることが知られている。通常、700MP
aの耐力を得るためには、700℃の温度で20時間程
度の時効処理が行なわれている。
しかしながら、インコネルX750は第1図に示すよう
に、加工率のちがいによって1tscc性が大きく変動
し、通常おこなわれる15〜20%の加工率で最もSC
C感度が高くなるという問題がある。すなわち、インコ
ネルx750を1093℃で1時間加熱して溶体化処理
し、続いて20〜60%冷間加工し、その後704℃で
20峙間時効化処理をおこなった試験品についてそのS
CCυ1れ深さを測定したところ、第1図の従来例(1
)に示すような測定値が得られた。
この測定結果によれば、通常おこなわれる加工率におい
て最もSCC感度が高くなるため、原子炉炉内における
ような、高渇水中においては、インコネルX750によ
り作られた部材が極めて破損しやすくなるという問題が
あった。実際、インコネルX750で作られた部材が原
子炉内で破損した事例が報告されている( Elect
ricite deFrence Direction
 des [tudes et Recherches
^nnal Report 1982. p40)。
一方、インコネル718(商品名)は、耐蝕性、耐SC
C特性に優れた合金で、インコネルX750と同様に高
強度であることが一般に知られている。インコネル71
8の熱処理は従来ΔSTM  A637に規定されてい
る。例えばこの規定に従ってインコネル718を101
0℃で1時間加熱して溶体化処理し、続いて冷間加工し
、次に718℃で8時間放置した後、621℃に急冷し
8時間放置する時効熱処理をおこなった場合の各種特性
を第1図から第4図に従来例(2)として示す。これら
第1図から第4図によれば、インコネル718は上述の
熱処理を施した場合、耐力および引張強さの点でインコ
ネルX750に比べて15〜20に9f/1xtA高く
、伸びの点で5〜7%低いということがわかった。この
ように、インコネル718は耐SCC性の点でインコネ
ルX750と比べて優れている反面、伸びの点で劣って
おり、バネ材などの高強度、高じん性が要求される部材
に用いることはできないという問題があった。
〔発明の目的〕
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、耐SCC
性に優れ、かつ高強度のNi基合金材料を)qることが
できるNi基合金材料の製造方法を提供することを目的
とする。
〔発明の概要〕
上記目的を達成するため本発明による耐SCC性に優れ
た高強度Ni基合金部材の製造方法は、重R比で、 c  :o、os%以下、 Si:0.35%以下、 Mn:0.35%以下、 S  :0.015%以下、 Cr : 17.0〜21.0%、 P  :0.015%以下、 Al:0.20〜0.80%、 Ti:0.65〜1.15%、 B  :0.006%以下、 Nb+Ta:4.75%〜5.50%、Cu:0.30
%以下、 co:i、o%以下 (但し、N i +CO: 50.0〜55.0%)、 Mo : 2.80〜3.30%を含み、残部がFeお
よび付随的不純物からなるNi基合金材料に溶体化処理
を施し、次いで時効熱処理を施づことを特徴とする特 本発明の方法によって製造される部材は、インコネルX
750と同等以上の機械的強度を有しており、かつ、す
ぐれた耐SCC性を有しており、原子炉内で使用される
バネ月のように、高い強度と耐SCC性の双方が要求さ
れる部材の製造方法として広く適用し得る。
〔発明の詳細な説明〕
以下本発明をさらに詳細に説明する。以下の記載におい
て組成を表わす「%」は、特に断らない限りfi!酊基
準基準る。
本発明で用いるNi基合金材料はインコネル718と同
等の組成の合金である。このような合金は、重量比で c  :o、os%以下、 Si:0.35%以下、 Mn:0.35%以1−1 S  :0.015%以下、 Cr : 17.0〜21.0%、 P  :0.015%以下、 Al:0.20〜0.80%、 Ti:0.65〜1.15%、 B  :0.006%以下、 Nb+Ta:4.75%〜5.50%、Cu:0.30
%以下、 Co:1.0%以下 (但し、N i +CO: 50.0〜55.0%) Mo:2.80〜3.30%を含み、 残部がFeおよび付随的不純物からなるNi基合金材料
である。
まず上記合金材料を常法に従い所望形状に機械加工する
。次に、得られた加工部材に溶体化処理をおこなう。溶
体化処理とは、合金をその固溶化温度以上の温度に灼熱
して比較的短時間保持した後急冷し、固溶体の状態を常
温で実現する処理をいう。この溶体化処理は、上記部材
を950〜1150℃の温度で15分から2時間加熱す
ることが望ましい。
溶体化処理の温度を950〜1150℃にした理由は、
950℃より低い温度では再結晶が不十分でであり、1
150℃より高い温度では高温強度の低下が起こるから
である。また溶体化処理の時間を15分から2時間とし
た理由は、上記温度範囲では再結晶のため少なくとも1
5分は必要であるが、2時間以上加熱すれば充分再結晶
が終了しており、それ以上長時間の加熱は不必要である
からである。もつとも2時間以上加熱しても問題がない
ことはいうまでもない。
次に、溶体化処理した合金部材を時効熱処理する。時効
熱処理とは、合金部材に時効硬化を加熱した状態でおこ
させる処理のことをいう。この時効熱処理は、溶体化処
理した部材を690〜710℃の温度で、4時間から1
0時間加熱することが望ましい。
時効熱処理の条件を上述の如く定めた理由は次の通りで
ある。
インコネル718は析出硬化型の合金であり、650〜
800℃の温度で時効させることによってγ″相(又は
γ1相)がオーステナイトの母相に析出し、強度が上昇
する。ただ時効とともに強度は上昇するが同時に伸びは
減少する。また時効時間の増加に伴って粒界にはクロム
炭化物が生成し成長することによって粒界に沿ってクロ
ム濃度の低い領域が形成される。このクロム濃度の低い
領域は他の部分と比べ耐食性に劣り、粒界SCCの原因
となる。したがって耐SCC性と強度等の機械的性11
を満足させるための時効条件を求めるべく秤々の条件で
時効熱処理し、機械強度試験、SCC試験等をおこなっ
た。その結果、690℃の温度で10時間以下の熱処理
では、伸び、耐SCC性の点では満足するが強度が不足
し、また710℃の温度で4時間以上の熱処理では、強
度は満足するが、伸びは不足し、かつ耐SCC性を満足
しないことがわかった。したがって、上述のように時効
条件を690〜710℃の温度で、4〜10時間とした
。なおここで機械的性質を満足するか否かはインコネル
X750を基準とした。
すなわち、その基準は耐カニ70に9/mtn以上、引
張強さ:110に9/7以上、伸び=25%以上である
また時効熱処理としては718℃の湿度で8時間加熱し
た後に急冷して621℃にし、合計18時間時効熱処理
をしても上記uttt、を満足させることができる。
なお、バネ部材のように伸びは小さくとも高い耐力を必
要とづる場合には、溶体化処理と時効熱処理の間で冷間
加工をおこなえばよい。この場合、冷間加工前の組織は
完全に再結晶しているため、冷間加工が容易におこなえ
る。
〔発明の実施例〕
実  施  例 インコネル718に1010℃の温度で1時間加熱する
溶体化処理をおこなった後、加工率0〜60%の範囲で
7種類冷間加工し、次いで、704℃の温度で6時間加
熱する時効熱処理をおこなった。
比較例(1) インコネル×750に1093℃の温度で1時間加熱す
る溶体化処理をおこなった後、加工率0〜60%の範囲
で7種類冷間加工し、次いで704℃の温度で20時間
加熱する時効熱処理をおこなった。なおインコネルX7
50は、重量比で、C:0.08%以下、Si:0.0
5%以下、Mn:1.00%以下、S:0.010%以
下、Cr:1/1.0〜17.0%、AI:0.40〜
1.00%、Ti :2゜25〜2.75%、Fe:5
.0〜9.0%、Nb+Ta:0.70〜1.20%、
Cu:0.50%以下、Co:1.00%以下、Zr:
0.2%以下を含み、残部がNiおよび付随的不純物か
らなるN1基合金である。
止1m工」」− インコネル718に1010℃の温度で1時間加熱する
溶体化処理をおこなった後、加工率0〜60%の範囲で
7種類冷間加工し、次いで718℃の温瘍で8時間加熱
しその後621℃の温度まで急冷し、8時間621℃で
加熱する時効熱処理をおこなった。
これら実施例、比較例(1)、比較例(2)により処理
した合金部材に対し、SCC試験をおこなった。SCC
試験はCBB試験法(明石、川水、石川島播磨技報、エ
フ、 p472 (1977)参照)を用いた。原子炉
炉内yA境を模擬した288℃、80atmの高温純水
中(溶存酸素8ppm、塩素イオン1001)pb)に
500時間浸漬した後、発生したき烈長さを測定して耐
SCC性を評価した。この測定結束を第1図に示す。 
   ′またこれら合金部材に対し、耐力(σy)、引
張強さくσv)、伸び(ε)を測定した。この測定結果
をそれぞれ第2図、第3図、第4図に示す。
これら測定結果から次のことがわかる。実施例の合金部
材は、加工率に関係なく、インコネルX750を用いた
比較例(1)と同等の耐力、引張強さを示しており、伸
びにおいては同等あるいはそれ以上である。したがって
比較例(1)と同等以上の機械特性を有していることが
わかった。一方、比較例(2)の合金部材は耐力、引張
強さが比較例(1)より高く、伸びにおいて劣っている
また耐SCC性に関しては、実施例は比較例(1)に比
べ800割れ深さが著しく小であり優れた耐SCC性を
有していることがわかった。また比較例(2)も比較例
(1)と比べれば800割れ深さが小であるが、′y、
f!例は比較例(2)と比べても全加工率の範囲で80
0割れ深さが小であり、より耐SCC性に優れているこ
とがわかった。
〔発明の効果〕
以上の通り本発明によれば、耐SCC性に1ぐれかつイ
ンコネルx750と同等以上の機械的性質を有するNi
基合金部材を得ることができる。
にって本発明によればtl造されたNi基合金部材を原
子炉に用いた場合には、原子炉内構造物の耐SCC性が
著しく向上し、原子炉の信頼性を高めることが可能であ
る。また機械的強度の点においてインコネルX750と
同等かそれ以上の特性を有することから、新規の製品に
適用する場合はもとより、既に使用されているインコネ
ルx750製の構造材と交換する場合において、設i1
を変更する必要がなく、従来の原子炉の信頼性を容易に
向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の800割れ深さの冷間加工率
に対する変化を比較例(1)、比較例(2)と比較して
表わしたグラフ、第2図は本発明の実施例の耐力の冷間
加工率に対する変化を比較例(1)、比較例(2)と比
較して表わしたグラフ、第3図は本発明の実施例の引張
強ざの冷間加工率に対する変化を比較例〈1)、比較例
(2)と比較して表わしたグラフ、第4図は本発明の実
施例の伸びの冷間加工率に対する変化を比較例(1)、
比較例(2)と比較して表わしたグラフである。 出願人代理人  佐  藤  −雄 途間加工率(%) 第1図 伸び0%) 引弘強さくk3f/i尻2)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、重量比で、 C:0.08%以下、 Si:0.35%以下、 Mn:0.35%以下、 S:0.015%以下、 Cr:17.0〜21.0%、 P:0.015%以下、 Al:0.20〜0.80%、 Ti:0.65〜1.15%、 B:0.006%以下、 Nb+Ta:4.75%〜5.50%、 Cu:0.30%以下、 Co:1.0%以下 (但し、Ni+Co: 50.0〜55.0%)、 Mo:2.80〜3.30%を含み、 残部がFeおよび付随的不純物からなるNi基合金材料
    に溶体化処理を施し、次いで時効熱処理を施すことを特
    徴とする、耐SCC性に優れた高強度Ni基合金部材の
    製造方法。 2、前記溶体化処理の後、前記時効熱処理の前に前記N
    i基合金材料を所望形状に冷間加工する、特許請求の範
    囲第1項記載の方法。 3、前記溶体化処理は、前記Ni基合金材料を950℃
    から1150℃で約15分以上加熱する熱処理であり、
    前記時効熱処理は前記Ni基合金材料を690℃から7
    10℃で4時間から10時間保持する処理である、特許
    請求の範囲第1項または第2項記載の方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2695408A1 (fr) * 1992-09-04 1994-03-11 Mtu Muenchen Gmbh Procédé pour le traitement thermique d'alliages à base de nickel durcissant en phase gamma.
JP2010138476A (ja) * 2008-12-15 2010-06-24 Toshiba Corp ジェットポンプビームおよびその製造方法
JP2011157566A (ja) * 2010-01-29 2011-08-18 Global Nuclear Fuel-Japan Co Ltd Ni基合金の製造方法および原子燃料集合体の製造方法
CN108385045A (zh) * 2018-02-08 2018-08-10 中国科学院金属研究所 一种控制IN718合金均匀析出δ相的热处理方法
CN112226650A (zh) * 2020-10-16 2021-01-15 西安热工研究院有限公司 一种蒸汽发生器手孔端止裂降裂的焊材金属及其制备方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2695408A1 (fr) * 1992-09-04 1994-03-11 Mtu Muenchen Gmbh Procédé pour le traitement thermique d'alliages à base de nickel durcissant en phase gamma.
JP2010138476A (ja) * 2008-12-15 2010-06-24 Toshiba Corp ジェットポンプビームおよびその製造方法
WO2010071017A1 (ja) * 2008-12-15 2010-06-24 株式会社東芝 ジェットポンプビームおよびその製造方法
US8879683B2 (en) 2008-12-15 2014-11-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Jet pump beam and method for producing the same
JP2011157566A (ja) * 2010-01-29 2011-08-18 Global Nuclear Fuel-Japan Co Ltd Ni基合金の製造方法および原子燃料集合体の製造方法
CN108385045A (zh) * 2018-02-08 2018-08-10 中国科学院金属研究所 一种控制IN718合金均匀析出δ相的热处理方法
CN112226650A (zh) * 2020-10-16 2021-01-15 西安热工研究院有限公司 一种蒸汽发生器手孔端止裂降裂的焊材金属及其制备方法

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