JPS63134642A - ニツケル系粉末冶金合金物体 - Google Patents

ニツケル系粉末冶金合金物体

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JPS63134642A
JPS63134642A JP62278980A JP27898087A JPS63134642A JP S63134642 A JPS63134642 A JP S63134642A JP 62278980 A JP62278980 A JP 62278980A JP 27898087 A JP27898087 A JP 27898087A JP S63134642 A JPS63134642 A JP S63134642A
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titanium
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/0433Nickel- or cobalt-based alloys

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】 油抽出施工に使用のためのバルブ、パルプ成分及び管製
品のような施工において、高強度及び耐蝕性の組合せに
より特徴づけられた合金をもつ必要がある。更に特定的
に、合金は塩化ナトリウム、硫化水素及び2酸化炭素の
ような腐食媒体の存在において、耐蝕性をもたねばなら
ない。
これらの施工に、これまで使用されていたニッケル系合
金が、米国特許第3165000及び3046108号
明細書に開示されている。これら特許のニッケル系合金
は、機械性及び耐蝕性の有用な組合せを持っているけれ
ども、これらは、上に記した油抽出施工のための組合せ
における性質が充分でないという欠陥がある。高強度及
び耐蝕性の組合せを持つことに加えて、合金は又、パル
プ、バルブ成分及び管形のような望まれた成分構成に製
造されるように、製作性により特徴づけられねばならな
い、充分な耐蝕性をもっている合金における必要な強さ
は、冷間加工によるUNS−NO6625のようにデザ
インされた普通の合金でえられるであろう。然しなから
、この合金は、製作するのに困難である。そして、特に
製作の間にクランキングを生じる。要求された強度水準
に熱処理されるであろうUNS−NO771Bのような
時効硬化合金は、油抽出施工において出会う更にきびし
い腐食環境に、充分な耐蝕性をもたない。
従って本発明の第一の目的は、強さと耐蝕性の良好な組
合せにより特徴づけられるが、望まれる形にたやすく製
作され、その後時効硬化で硬さと耐蝕性の望審れた組合
せに達する合金を提供することである。
本発明の更に特定の目的は、均−及び微細に物体中に分
配されたガンマ−プライム(gam+wa−prime
)強化相をもっている物体で、完全に濃密な物体をえる
ように成形された、予め合金化された粒子から生成され
ている高強度のタイプの合金を提供することである。
発明の別の更に特定の目的は、塩化ナトリウム、硫化水
素及び炭酸ガスを含んでいる腐食性媒体を存する環境に
良好な耐蝕性が、望まれた製品構成のために高強度及び
製作性の組合せで達られるタイプのニッケル系合金物体
を提供することである。
従って、本発明は、成形された、予め合金化された粒子
の時効硬化耐蝕性ニッケル系完全濃密物体を提供してい
る。物体は、望まれた強さを提供している微細、均一に
分布されたガンマ−プライム(gams+a−prim
e)相を有している。加えて、ガンマ−プライム相は、
時効熱処理によってえられる。
この処理は、物体を8437.2kg/−(120,0
00psi)の耐力(σ0.2)にする。合金組成を適
当にバランスすることにより、特にチタン及び間隙元素
、主に窒素、を適当にバランスすることにより、前の粒
子境界での間隙相の不在が達せられるであろう。
これは合金の製作性を増強する。
発明に従うニッケル系合金物体は、予め合金化された粒
子よりなり、粒子組成範囲は表■に示されている。
l−上 (重量%) 炭 素    、05最大、、03最大1.03最大0
.03最木。
クロム    15−25   20−23   20
−23   20−23モリブデン  6.5−10 
 6.5−10  6.5−10  6.5−10コロ
ンビウム 4−6.5  4.5−5.5 4.5−5
.5 4.5−5.5鉄      9!大、  9最
大、  9最大、  9最大。
アルミニウム 、2−.8   .4−.8   .4
−.6   .4−.6窒 素    、05最大1.
03最大、  、007−.03 .007最大。
チタン    、6  M大  、6 最大、 、1 
最大、  、1−.6ニツケル   残り   残り 
  残り   残り発明によるニッケル系合金物体で、
合金物体は、粉末冶金技術で生成されることが重要であ
る。これらは、充分な密度に達するために、表■に述べ
たようにニッケル系合金組合の、予め合金化された粒子
の成形物をえるに適したいかなる一般的な技術も含むで
あろう。特定的に粉末冶金及びニッケル系合金組成の、
予め合金化された粒子を使用することにより、望まれた
強さに必要な硬化相の高含量をえることが可能である。
一方物体内に微細均一な分布或は分散において、硬化相
をもつことも可能である。製作性問題を避けるため、ク
ラブキングへの抵抗を促進するため、硬化相は、物体を
通して微細均一な分散として存在することが望まれる。
物体が一般の鋳造技術により生成されり たなら、−殻材鋳造法に固有の遅い冷却速度により、粗
大な微細構偏析を有している物体を生じるであろう。こ
の偏析は硬化成分の望ましからぬ大きさと分布を生じる
であろう、それは、上に論じたように、望んだ形に製作
する間にクランキング及びき裂を促進する。適当な粉末
冶金加工に固有の化学的、或は微細構造偏析がないので
、この発明による物体は、物体の横断面を通じて均一な
微細構造と、機械的性質により特徴づけられている。
硬化及び強度のためのガンマ−プライム(gamma−
prime)相が時効熱処理により生成されるので、こ
れは更に製作を増強している物体の製作のあとえられる
。物体は、この硬化処理に先立って製作されるであろう
からである。粉末冶金技術の使用により、若し望むなら
、物体は、物体の望まれた最終の形に、或は最終の形に
近い形に成形されるであろう。これは、鍛造及び機械加
工を含むであろう製作に関し、製作費の低減を生じる。
熱圧延及び鍛造を含むであろう製造技術が、粉末冶金加
工の使用から生じている発明による物体の微細構造同質
性を要求されていくことは、これらの製造操作をたやす
くしている。
時効熱処理の間に達せられた硬化相、或は分散は、ニッ
ケルコロンビウム(colullbiulll)、アル
ミニウム及びチタンの金属間相にある。それ故、時効熱
処理で強化に達するように、この望まれたガンマ−プラ
イム軸am+ma−prime)硬化相をもつ物体のニ
ッケル系合金を提供するため、この発明による組成範囲
内に、これら元素があることが必要である。チタンは、
ガンマ−プライム(ga+u+a−pria+e)硬化
相の生成に寄与するけれども、望まれた物体ような間隙
相の生成を避けるため、窒素含量の関係において制御さ
れることが必要である。特に、これに関し、チタン及び
窒素は、表■に述べた範囲内に、好ましい範囲2及び3
に保持されねばならない。チタンは、増加した窒素の存
在において減ぜられるべきである。逆も同様である。チ
タン及び窒素を制限する必要がある。それで望ましくな
い間隙相を作るため組合せにおけるこれら元素の両者が
充分量存在しない0間隙相は、前の粒子境界に存在する
であろう。前の粒子境界におけるこれらの相の存在は、
ニッケル系合金物体の製作性及び延性を減じ、その耐蝕
性に悪影響を及ぼすであろう。
発明による合金物体の製造に使用される予め合金化され
た粒子は、合金組成物溶融物の一般的不活性ガス噴霧法
により生成されるであろう。特に、これらの−船方法で
、望まれた組成の装入物は不活性環境で溶融される。溶
融金属は、溶融金属の流れに対し、不活性ガスの衝突に
より粉末を作るように霧状に吹きつけられる。それによ
り溶融金属は微粒化され、その酸化を妨げている気流中
ですみやかに冷却される。それら球形である粉末は、オ
ートクレーブにおける熱均衡加圧のような技術により、
或は押出により望まれた物体を作るよう成形される。発
明の方法の使用に適する代表的粒子大きさは一10メツ
シュ(U S 5tandrd)をこえない、そして一
般的に一30メソシェをこえないであろう。
発明を論証するため、表■に示されている6つのニッケ
ル系合金が調整された。
[N ))l  n鍾h+a+ II  t−−1>表
Hに記された組成の合金各々からの予め合金化された粉
末が、ガス噴霧化により生成された。
粉末は集められ、公称−30メツシユサイズにスクリー
ンされ、軟鋼容器にいれられた。これらの容器は、粉末
をいれたあと、その中に存在する湿気を除くため減圧に
される。減圧のあと、容器は加圧溶接により封じられた
。減圧され、粉末がみたされた容器は1121.1℃(
2050下)の温度に加熱され、公称1054.6kg
/cnl (15,000psi)の圧力で加熱均衡成
形に従わされた。こさは表■に記された合金の各々の成
形物体を生じた。それは理論値の本質的に100%の密
度に圧密されている。
それから、物体の各々が、切断され、熱処理され、機械
加工され、張力標本が作られた。そして室温でテストさ
れた。合金物体の各々のための熱処理は、ある場合に焼
鈍により生じた時効硬化よりなっている。成形の各々の
ための熱処理条件は、表■に示されている。
表■ 合金A、  B、  C,D、 E、  Fの張力合金
 熱処理 UTS(ksi) YS(ksi)χEχR
^ミ1し丈禿会し 井に)キー−晋堕神+               
            リーー−E  1325°F
/8hrs/PC100下/hr  189  148
  9.5 10.54e 1151)”F/8hrs
/八〇UTS−最終引張り強さ ys−耐力                    
゛−−E−延び RE−減少面積 表■からみられるであろうように、発明による合金A及
びBの成形体は、熱処理条件で120 ksi最少耐力
に達しえるが良好な延性を保持している。
これは強化のため望まれたガンマ−プライム硬化相を作
るためニッケルと充分のコロンビウム及びチタン及び窒
素の適当なバランスを保持している。
合金Cは時効硬化に達するためのニッケルとの組合せで
充分なコロンビウム、アルミニウム及びチタンを有して
いない。同様に、ある時効硬化を示す合金りは、室温で
8437.2kg/cd (12,000psi)の耐
力(σ0.2)の望まれた時効硬化最少に達しない。再
び、これは組合せでコロンビウム、アルミニウム及びチ
タンが、望まれた効果に達するため時効処理の間に充分
なガンマ−プライム硬化相の生成に達するにあまりにも
低いということから生じている。合金Eで、チタン及び
窒素の組合せは、前の粒子境界でチタン炭窒化物の生成
を避けるには、あまりにも高い。そしてこの成形物に関
してヰ、それらの生成は、とぼしい延性を生じる。この
ことは、この成形物にかんし表■に記されたデーターで
記された伸び及び面積データー減少により示されている
。合金Fで、チタンは、003%の低水準で窒素を保持
することにより、合金Eの成形のチタン水準に実質的に
当量である水準であるけれども、延性における改良は合
金Eの成形物をこして達成されている。それ故合金E及
び合金Fの成形物を比較することにより、改良された延
性の目的のため、成形物の合金に存在するチタン及び窒
素の比較量を制御する効果が論証されることがみられる
であろう。
表■に存在するデーターからみられるであろうように、
発明の目的のため、時効熱処理で強化するよう望まれた
ガンマ−プライム硬化相を作るためニッケルと結合する
に充分な量存在するように、コロンビウム及びアルミニ
ウムを制御する必要がある。又チタンもこのガンマ−プ
ライム相の形成に寄与している。しかし、チタンは、物
体の延性をはかいする前の粒子境界での間隙化合物、即
ちチタン炭化窒素、の生成を避けるよう存在する窒素と
の関係で、抑制されねばならない。
代理人 弁理士  桑  原  英  明手続補正書 特許庁長官  小 川 邦 夫 殿 1、事件の表示 特願昭62−278980号 2、発明の名称 ニッケル系粉末冶金合金物体 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 4、代理人 (1)  明細書14頁 表−■ 最終行rRE−減少
面積」をrRA−面積における減少」に訂正します。
(2)明細書14貞 表−■ 最終行rRE−減少面積
」のあとに r熱処理 1325’ F/ 8hrs/F C100’ F/h
r〜1150’ F / 8 hrs/A C は8時間1325°Fに加熱後炉を1時間あたり100
’Fの速度で冷却し、1150°Fで8時間加熱保持後
室温に空気冷却したことを示している。
1575” F/ 1hrs/WQ+1250’ F/
 8hrs/ACは1575@Fで1時間加熱後水で冷
却し、1250″′Fに8時間保持後空気冷却したこと
を示している」 を挿入します。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)成形され、予め合金化された粒子の時効硬化耐蝕
    性完全濃密物体において、該物体は、微細均一に分布さ
    れたガンマ−プライム(gamma−prime)相を
    有し、本質的に重量%で 炭素 .05最大 クロム 15−25 モリブデン 6.5−10 コロンビウム 4−6.5 鉄 9最大 アルミニウム .2−.8 窒素 .05最大 チタン .6最大 ニッケル 残り よりなる合金よりなっていることを特徴とするニッケル
    系粉末冶金合金物体。
  2. (2)該合金が、本質的に重量%で、 炭素 .03最大 クロム 20−23 モリブデン 6.5−10 コロンビウム 4.5−5.5 鉄 9最大 アルミニウム .4−.8 窒素 .03最大 チタン .6 最大 ニッケル 残り よりなる特許請求の範囲第1項記載の合金物体。
  3. (3)該合金が、本質的に重量%で、 炭素 .03最大 クロム 20−23 モリブデン 6.5−10 コロンビウム 4.5−5.5 鉄 9最大 アルミニウム .4−.6 窒素 .007−.03 チタン .1最大 ニッケル 残り よりなる特許請求の範囲第1項記載の合金物体。
  4. (4)該合金が、本質的に重量%で、 炭素 .03最大 クロム 20−23 モリブデン 6.5−10 コロンビウム 4.5−5.5 鉄 9最大 アルミニウム .4−.6 窒素 .007最大 チタン .1−.6 ニッケル 残り よりなる特許請求の範囲第1項記載の合金物体。
  5. (5)最少室温下8437.2kg/cm^2(120
    ,000psi)の耐力(σ_0_._2)に時効硬化
    可能な第1項ないし第4項のいずれかに記載の合金物体
  6. (6)前の粒子環境で間隙相の不在により特徴づけられ
    ている特許請求の範囲第5項記載の合金物体。
JP62278980A 1986-11-04 1987-11-04 ニッケル合金焼結物体 Expired - Lifetime JPH0617527B2 (ja)

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