JPS6321737B2 - - Google Patents

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JPS6321737B2
JPS6321737B2 JP59077346A JP7734684A JPS6321737B2 JP S6321737 B2 JPS6321737 B2 JP S6321737B2 JP 59077346 A JP59077346 A JP 59077346A JP 7734684 A JP7734684 A JP 7734684A JP S6321737 B2 JPS6321737 B2 JP S6321737B2
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JP
Japan
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alloy
less
atmosphere
nickel
weight
Prior art date
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JP59077346A
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English (en)
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JPS60221542A (ja
Inventor
Rikizo Watanabe
Takehiro Oono
Toshiaki Nonomura
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Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明はおもに1000〜1150℃の高温に金型を加
熱して鍛造を行なう超耐熱合金の恒温鍛造などに
用いられる金型材料に関するものである。 従来1000℃以上の温度で使う恒温鍛造用金型に
はMo基合金のTZMが使われているが、この合金
は耐酸化性が劣るため、真空または不活性ガス中
で鍛造作業を行なう必要がある。そのために恒温
鍛造の設備が複雑で作業性が悪く、また設備費も
高いという欠点がある。超耐熱合金は一般に耐酸
化性が良いので大気中でも使用可能であるが、
1000℃以上の温度では高温圧縮強度が不足するた
め、恒温鍛造用金型材料としては1000℃以下に使
用温度が限定されていた。 本発明は耐酸化性と高温圧縮強度に優れ、1000
℃〜1150℃の温度でも大気中で使用可能な恒温鍛
造用金型合金を提供することを目的とする。 本発明の合金は、重量にして4〜10%のAlと
13〜23%のMoを含み、残部は不純物を除き本質
的にNiよりなることを特徴とする大気中で使用
可能な高温鍛造金型用ニツケル基鋳造合金であ
る。本発明の合金はまた上記組成に加えて0.1%
以下の希土類元素および/またはYを含むことが
できる。また、上記組成の中で、Moの一部(10
%以下)を15%以下のWおよび/または15%以下
のTa(両者を同時に含有する場合は両者の和が15
%以下)で、置換してもよい。この場合、加える
W及びTaを除くMoとの重量関係は次の通りであ
る。2/3(%W+%Ta)=%Mo。さらにNiの一 部(20%以下)を等量のCoで置換してもよい。 本発明合金の成分限定理由について以下に述べ
る。 Alは本発明合金にあつてはガンマプライム相
を析出し、合金に高温圧縮強度を付与する一方、
合金の表面にアルミナ系の酸化被膜を生成し、合
金に耐酸化性を付与する基本元素であり、合金に
十分な高温圧縮強度と耐酸化性を付与するために
最低4%は必要である。所が10%を越えると共晶
ガンマプライム相を過度に多量に生成し、かえつ
て合金の高温圧縮強度を低める。従つて、Alは
4〜10%に限定する。 Moは本発明合金にあつてはガンマおよびガン
マプライムの両相を固溶強化し、合金の高温圧縮
強度を高めるのに不可欠の元素であり、この効果
を十分ならしめるために最低13%は必要である。
一方23%を越えるとα―Mo相を過度に多量に生
成し、合金を脆化させる一方耐酸化性も劣化させ
る。従つて、Moは13〜23%に限定する。 WおよびTaは本発明合金においては3/2倍の重 量でMoと本質的に同様の効果があるので、その
合計量の2/3が置換するMo量に等しいという関 係を保ちながらMoと置換することができる。W
で置換した場合は高温強度が高まる一方、耐酸化
性が低下し、Taで置換した場合は耐酸化性が向
上する一方、高温強度が低くなる傾向がある。W
の置換量が合計で15%を越えると耐酸化が著しく
劣化し、一方、Taの置換量が15%を越えると高
温圧縮強度が劣化する。またいずれにしても、合
計量が15%を越えると合金の比重が過度に高くな
り、価格も高くなる。従つて、Wおよび/または
Taの置換量はこれら元素の合計で15%以下、Mo
量にして10%以下に限定する。 希土類元素および/またはYは本発明の合金に
あつては、とくに加熱初期の耐酸化性を高める作
用があり、若干量添加するのが好ましいが、過度
に多量に添加すると合金の融点を低め、高温圧縮
強度を劣化させるので、0.1%以下に限定する。
Yは本発明合金の場合、他の希土類元素に比べて
融点を低下させる度合が少ないので、とくに好ま
しい元素である。 Niは本発明合金にあつて、ガンマ相を構成す
る基本元素であると同時に、Alとともにガンマ
プライム相を構成する基本元素でもあり、上記合
金元素と不可避的不純物を除く残部は本質的に
Niで構成される。しかしNiのうち20%以下をCo
で置換しても基本的な特性は損われない。厳密に
はCoで置換することによつて高温圧縮強度が若
干高まる一方耐酸化性が若干低下する。Coの置
換量が20%を越えるとα―Mo相に替つてミユー
相などの有害な金属間化合物を生成し、合金を脆
化させるので、Coの置換量は20%以下に限定す
る。 本発明合金は従来の超耐熱合金に対し、Crを
含まないことを最大の特徴としている。またC,
Ti,B,Zr等を含まないことも著しい特徴であ
る。 つぎに本発明を実施例について説明する。 実施例 1 本発明合金の高温鍛造金型としての特性を評価
するために、表に示す組成の本発明合金と比較合
金および従来型超耐熱合金を大気中誘導溶解およ
び大気中鋳造によつて溶製した試料から10φ×12
mmおよび10φ×20mmの試験片を切り出し、1100
℃,歪速度10-3sec-1で10%までの圧縮試験(10φ
×12mm)、1100℃−10Kgf/mm2で20hまでのクリ
ープ試験(10φ×12mm)および1100℃×16h空冷
なる加熱冷却を5回繰返す耐酸化試験(10φ×20
mm)を行ない、圧縮変形抵抗,圧縮クリープ速度
および酸化減量を測定した。表に結果を示す。表
には参考のためTZM合金の変形抵抗もあわせて
示した。なお従来合金のNo.21はMar―M200の名
称で知られる超耐熱合金の一つである。 表から明らかな通り、本発明合金は圧縮変形抵
抗が30Kgf/mm2以上と高いのみならず、5回加熱
後の酸化減量が20mg/cm2以下の望ましい基準より
はるかに少い。従つて、本発明合金は従来型超耐
熱合金に比べて高温圧縮変形抵抗、圧縮クリープ
抵抗が格段に高く、Mo基合金TZMに近い圧縮変
形抵抗を有し、耐酸化性は従来の超耐熱合金とほ
ぼ同等であるから、大気中、1000℃以上で使用す
る高温鍛造金型材料として好適であることがわか
る。なおTZM合金については耐酸化試験を行な
つていないが、もし上記の条件で試験したとすれ
ば、1回の加熱で完全消滅することが明らかであ
る。また比較合金の例は、本発明の組成範囲外の
場合、合金は十分な圧縮強度と耐酸化性の組合せ
を有さないことを示す。 実施例 2 表のNo.1の合金から20mmφ×35mmの上,下の
【表】 金敷を作製した。大気中誘導加熱によつて上、下
の金敷と被加工物を1050℃に加熱して、合金粉末
から押出し加工によつて作製した1N100の10mmφ
×12mmの試料を10-3sec-1の初期歪速度で75%
の据込加工を行なつた。上下の金敷は変形,酸化
等による損傷を受けず、大気中の恒温鍛造用金型
として使用可能であることが確認された。 以上述べたことからわかるように、本発明は
1000℃以上の温度を使用する恒温鍛造装置におい
て、装置の大巾な簡略化と設備費の大巾な削減を
可能とし、さらに鍛造作業の能率を高める効果が
あり、また本発明合金は従来使用されているMo
基合金に比べてはるかに安価なことから、金型費
の大巾な削減も可能である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 重量にして4〜10%のAlと13〜23%のMoを
    含み、残部は不純物を除き本質的にNiよりなる
    ことを特徴とする大気中で使用可能な高温鍛造金
    型用ニツケル基鋳造合金。 2 重量にして4〜10%のAlと13〜23%のMoを
    含み、さらに0.1%以下の希土類元素および/ま
    たはYを含み、残部は不純物を除き本質的にNi
    よりなることを特徴とする大気中で使用可能な高
    温鍛造金型用ニツケル基鋳造合金。 3 重量にして4〜10%のAlと13〜23%のMo+
    {W+Ta}×2/3を含み、ただし{W+Ta}×2/3
    は10%以下、これらにおいて{W+Ta}はWお
    よびTaの1種または2種と表す、残部は不純物
    を除き本質的にNiよりなることを特徴とする大
    気中で使用可能な高温鍛造金型用ニツケル基鋳造
    合金。 4 重量にして4〜10%のAlと0.1%以下の希土
    類元素および/またはYと13〜23%のMo+{W
    +Ta}×2/3を含み、ただし{W+Ta}×2/3は10
    %以下、これらにおいて{W+Ta}はWおよび
    Taの1種または2種と表す、残部は不純物を除
    き本質的にNiよりなることを特徴とする大気中
    で使用可能な高温鍛造金型用ニツケル基鋳造合
    金。 5 重量にして4〜10%のAlと13〜23%のMoと
    20%以下のCoを含み、残部は不純物を除き本質
    的にNiよりなることを特徴とする大気中で使用
    可能な高温鍛造金型用ニツケル基鋳造合金。 6 重量にして4〜10%のAlと13〜23%のMoと
    0.1%以下の希土類元素および/またはYと20%
    以下のCoを含み、残部は不純物を除き本質的に
    Niよりなることを特徴とする大気中で使用可能
    な高温鍛造金型用ニツケル基鋳造合金。 7 重量にして4〜10%のAlと13〜23%のMo+
    {W+Ta}×2/3と、ただし{W+Ta}×2/3は10
    %以下、これらにおいて{W+Ta}はWおよび
    Taの1種または2種と表す、20%以下のCoを含
    み、残部は不純物を除き本質的にNiよりなるこ
    とを特徴とする大気中で使用可能な高温鍛造金型
    用ニツケル基鋳造合金。 8 重量にして4〜10%のAlと0.1%以下の希土
    類元素および/またはYと13〜23%のMo+{W
    +Ta}×2/3と、ただし{W+Ta}×2/3は10%以
    下、これらにおいて{W+Ta}はWおよびTaの
    1種または2種と表す、20%以下のCoを含み、
    残部は不純物を除き本質的にNiよりなることを
    特徴とする大気中で使用可能な高温鍛造金型用ニ
    ツケル基鋳造合金。
JP7734684A 1984-04-17 1984-04-17 大気中で使用可能な高温鍛造金型用ニツケル基鋳造合金 Granted JPS60221542A (ja)

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