JPWO2019189576A1 - Alloy plate and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

この合金板は、質量%で、C:0.0200%以下、Si:0.02〜2.00%、Mn:0.02〜2.00%、P:0.050%以下、S:0.0100%以下、Cr:12.00〜30.00%、Ni:35.00〜60.00%、N:0.0200%以下、V:0.02〜1.00%、Nb:2.00%超、3.50%以下、Al:2.60%超、4.00%以下を含有し、更に任意にTi、Mo、W、Cu、Co、B、Zr、Ca、Mgの1種以上を含有し、残部が10.00%以上のFe、及び不純物である化学組成を有し、ミクロ組織が、オーステナイト相を含み、前記オーステナイト相の平均結晶粒径が20μm以上であり、前記オーステナイト相の結晶粒のアスペクト比であるL1/L2の平均値が1.0〜3.0であり、前記ミクロ組織において、γ´相の面積率が15.0%以下であり、室温での0.2%耐力が400MPa以上である。This alloy plate is% by mass, C: 0.0200% or less, Si: 0.02 to 2.00%, Mn: 0.02 to 2.00%, P: 0.050% or less, S: 0. 0.0100% or less, Cr: 12.00 to 30.00%, Ni: 35.00 to 60.00%, N: 0.0200% or less, V: 0.02 to 1.00%, Nb: 2. > 00%, 3.50% or less, Al: more than 2.60%, 4.00% or less, and optionally one of Ti, Mo, W, Cu, Co, B, Zr, Ca, Mg. It contains the above, the balance is 10.00% or more of Fe, and a chemical composition that is an impurity, the microstructure includes an austenite phase, and the austenite phase has an average crystal grain size of 20 μm or more. The average value of L1 / L2, which is the aspect ratio of the crystal grains of the phase, is 1.0 to 3.0. In the microstructure, no more than 15.0% is the area ratio of γ'-phase is 0.2% yield strength at room temperature 400MPa or more.

Description

本発明は、合金板及びその製造方法に関する。
本願は、2018年03月28日に、日本に出願された特願2018−062547号、及び2018年11月29日に日本に出願された2018−223493号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
The present invention relates to an alloy plate and a method for manufacturing the same.
The present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2018062547 filed in Japan on Mar. 28, 2018 and 2018-223493 filed in Japan on Nov. 29, 2018, and the contents thereof are claimed. Is used here.

自動車のエンジン排気系については、エンジンの排気ガス出口から、排気マニホールド、ターボチャージャー、触媒コンバーター、排気管などの排気部品が、それぞれフランジなどを用いて接続されている。フランジなどの接続部においては、排気ガスが外部に漏れないように、ガスケットなどを挿入して気密性を確保している。   Regarding an engine exhaust system of an automobile, exhaust components such as an exhaust manifold, a turbocharger, a catalytic converter, and an exhaust pipe are connected from an exhaust gas outlet of the engine using flanges and the like. At the connection part such as the flange, a gasket or the like is inserted to ensure the airtightness so that the exhaust gas does not leak outside.

上記のような排気系において用いられるガスケット(排気系ガスケット)は、自動車のエンジン排気系部材において耐熱部材として用いられるシール部品であり、板厚0.1〜0.3mm程度の金属薄板にビードと呼ばれる段差部を形成して製造される。同部品は、自動車の排気系において、フランジ等の連結部に挟み込まれて使用され、ビードの反発力によって連結部からの排気ガスの漏洩を防止する役割を果たす。排気系ガスケットは、高温の排ガスが存在する環境下に長時間曝される苛酷な条件で使用されるので、高温で長時間保持後にも高い高温強度を有することが求められる。特に、ターボチャージャーとの連結部に用いられるターボガスケットは、700℃を超える高温環境下で使用される。このため、ターボガスケットの素材には、現在、例えばインコネル718といった析出硬化型のNi基合金の冷延薄板が用いられている。しかしながら、近年、使用温度の高温化により、インコネル718のような既存の耐熱合金では、所定の高温強度が得られなくなってきた。   The gasket (exhaust system gasket) used in the exhaust system as described above is a seal component used as a heat-resistant member in an engine exhaust system member of an automobile, and includes a metal thin plate having a plate thickness of 0.1 to 0.3 mm and a bead. It is manufactured by forming a so-called stepped portion. The parts are used by being sandwiched between connecting parts such as flanges in an exhaust system of an automobile, and play a role of preventing exhaust gas from leaking from the connecting parts by a repulsive force of a bead. Since the exhaust system gasket is used under severe conditions in which it is exposed to an environment where high temperature exhaust gas is present for a long time, it is required to have high high temperature strength even after being kept at a high temperature for a long time. In particular, the turbo gasket used for the connection portion with the turbocharger is used in a high temperature environment exceeding 700 ° C. Therefore, as a material of the turbo gasket, a cold-rolled thin plate of precipitation hardening Ni-based alloy such as Inconel 718 is currently used. However, in recent years, due to the increase in operating temperature, existing heat-resistant alloys such as Inconel 718 have been unable to obtain a predetermined high-temperature strength.

例えば、特許文献1には、質量%でC:0.15%以下、Si:1.0%以下、Mn:0.3%以下、Ni:30〜49%、Cr:10〜18%、Al:1.6〜3.0%を含み、IVa族とVa族から選ばれる1種または2種以上の元素を合計で1.5〜8.0%含有し、残部は不純物を除き本質的にFeからなることを特徴とするFe−Ni−Cr基超耐熱合金が開示されている。   For example, in Patent Document 1, C: 0.15% or less, Si: 1.0% or less, Mn: 0.3% or less, Ni: 30 to 49%, Cr: 10 to 18%, Al in mass%. : 1.6 to 3.0%, 1.5 to 8.0% of one or more elements selected from the IVa group and the Va group in total, and the balance essentially except impurities. An Fe-Ni-Cr-based superheat-resistant alloy characterized by comprising Fe is disclosed.

特許文献2には、質量%で、C:0.02〜0.30%、Si:0.02〜3.5%、Mn:0.02〜2.5%、Ni:10〜50%、Cr:12〜25%、Ti:1.0〜5.0%、Al:0.002〜1.0%を含有し、かつNb:0.1〜3.0%、B:0.001〜0.01、Mo:0.1〜4.0%から選択された1種以上の元素を含有して、Ti、Al及びNbの合計含有量が3.0〜7.0%である耐熱ステンレス鋼であって、粒界に析出するη相[NiTi:hcp構造]と基地であるγ相(オーステナイト)結晶粒内に析出するγ´相[Ni(Al,Ti,Nb)]との重量比率「{η相[NiTi:hcp構造]/γ´相[Ni(Al,Ti,Nb)]}×100(%)」が、0.01%以上30.00%以下であり、600℃での熱間引張強さが800N/mm以上であり、また基地であるγ相(オーステナイト)結晶粒内に析出するγ´相[Ni(Al,Ti,Nb)]の球状粒子の直径が1nm以上20nm以下であることを特徴とする耐熱ステンレス鋼が開示されている。In Patent Document 2, C: 0.02 to 0.30%, Si: 0.02 to 3.5%, Mn: 0.02 to 2.5%, Ni: 10 to 50% by mass%. Cr: 12-25%, Ti: 1.0-5.0%, Al: 0.002-1.0%, and Nb: 0.1-3.0%, B: 0.001- 0.01, Mo: heat-resistant stainless steel containing one or more elements selected from 0.1 to 4.0% and having a total content of Ti, Al and Nb of 3.0 to 7.0%. In steel, the η phase [Ni 3 Ti: hcp structure] that precipitates at grain boundaries and the γ ′ phase [Ni 3 (Al, Ti, Nb)] that precipitates in the γ phase (austenite) crystal grains that are the matrix weight ratio "{eta phase [Ni 3 Ti: hcp structure] / gamma prime phase [Ni 3 (Al, Ti, Nb)]} × 100 (%) " is more than 0.01% 30.00% more than , And the is not less 800 N / mm 2 or more hot tensile strength at 600 ° C., also a base γ phase (austenite) gamma prime phase precipitates in crystal grains [Ni 3 (Al, Ti, Nb)] Disclosed is a heat resistant stainless steel characterized in that the spherical particles have a diameter of 1 nm or more and 20 nm or less.

特許文献3には、質量%で、C:0.01〜0.1%、Si:2%以下、Mn:2%以下、Cr:12〜25%、Nb+Ta:0.2〜2.0%、Ti:1.5%未満、Al:0.5〜3.0%、Ni:25〜45%、Cu:0.1〜5.0%であり、またW:3%以下、Mo:3%以下、V:1%以下、Co:5%以下、B:0.001〜0.01%、Zr:0.001〜0.1%、Ca+Mg:0.001〜0.01%の何れか1種もしくは2種以上を含み、かつTi/Al=0.115〜1.0、1/2W+Mo+V<3%、Ti+Al+Nb+Ta:4.5〜7.0%を満たす冷間加工性及び過時効特性に優れた耐熱合金が開示されている。   In Patent Document 3, C: 0.01 to 0.1%, Si: 2% or less, Mn: 2% or less, Cr: 12 to 25%, Nb + Ta: 0.2 to 2.0% in mass%. , Ti: less than 1.5%, Al: 0.5 to 3.0%, Ni: 25 to 45%, Cu: 0.1 to 5.0%, W: 3% or less, Mo: 3 % Or less, V: 1% or less, Co: 5% or less, B: 0.001 to 0.01%, Zr: 0.001 to 0.1%, Ca + Mg: 0.001 to 0.01%. Cold workability and over-aging characteristics including one or more kinds and satisfying Ti / Al = 0.115 to 1.0, 1 / 2W + Mo + V <3%, Ti + Al + Nb + Ta: 4.5 to 7.0%. Excellent heat resistant alloys are disclosed.

日本国特開平7−109539号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-109539 日本国特開2000−109955号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2000-109955 日本国特開平10−130790号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-130790

本発明者らの検討結果によれば、これらの先行技術に開示の合金を用いたガスケットでは、近年の排気系ガスケットに要求されるレベルの高温で長時間使用された際には、使用中に高温強度が低下する等により、十分な高温強度が確保できないことが分かった。   According to the results of studies by the present inventors, in the gaskets using the alloys disclosed in these prior arts, when used for a long time at a high temperature required for exhaust system gaskets in recent years, It has been found that sufficient high temperature strength cannot be secured due to a decrease in high temperature strength.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされた。本発明は、高温で長時間使用されるガスケットとして用いた際にも十分な高温強度が確保される、合金板及びその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems. It is an object of the present invention to provide an alloy plate and a method for producing the same, which ensures sufficient high temperature strength even when used as a gasket that is used at high temperature for a long time.

即ち、本発明の要旨とするところは以下のとおりである。
(1)本発明の一態様に係る合金板は、質量%で、C:0.0200%以下、Si:0.02〜2.00%、Mn:0.02〜2.00%、P:0.050%以下、S:0.0100%以下、Cr:12.00〜30.00%、Ni:35.00〜60.00%、N:0.0200%以下、V:0.02〜1.00%、Nb:2.00%超、3.50%以下、Al:2.60%超、4.00%以下、Ti:0〜0.80%、Mo:0〜2.00%、W:0〜2.00%、Cu:0〜1.00%、Co:0〜1.00%、B:0〜0.0100%、Zr:0〜0.0100%、Ca:0〜0.0050%、Mg:0〜0.0050%、を含有し、残部が10.00%以上のFe、及び不純物である化学組成を有し、ミクロ組織が、オーステナイト相を含み、前記オーステナイト相の平均結晶粒径が20μm以上であり、前記オーステナイト相の結晶粒の、長軸の長さをL1、短軸の長さをL2とするとき、アスペクト比であるL1/L2の平均値が、1.0〜3.0であり、前記ミクロ組織において、γ´相の面積率が15.0%以下であり、室温での0.2%耐力が400MPa以上である。
That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) The alloy plate according to one aspect of the present invention is, in mass%, C: 0.0200% or less, Si: 0.02 to 2.00%, Mn: 0.02 to 2.00%, P: 0.050% or less, S: 0.0100% or less, Cr: 12.00-30.00%, Ni: 35.00-60.00%, N: 0.0200% or less, V: 0.02- 1.00%, Nb: more than 2.00%, 3.50% or less, Al: more than 2.60%, 4.00% or less, Ti: 0 to 0.80%, Mo: 0 to 2.00% , W: 0 to 2.00%, Cu: 0 to 1.00%, Co: 0 to 1.00%, B: 0 to 0.0100%, Zr: 0 to 0.0100%, Ca: 0 to 0.0050%, Mg: 0 to 0.0050%, the balance is 10.00% or more of Fe, and the chemical composition is an impurity, and the microstructure is austenite. Phase, the average crystal grain size of the austenite phase is 20 μm or more, and when the major axis length of the austenite phase crystal grains is L1 and the minor axis length is L2, the aspect ratio is L1. The average value of / L2 is 1.0 to 3.0, the area ratio of the γ'phase in the microstructure is 15.0% or less, and the 0.2% proof stress at room temperature is 400 MPa or more. .

(2)上記(1)に記載の合金板では、前記アスペクト比が1.0〜2.0であってもよい。 (2) In the alloy plate described in (1) above, the aspect ratio may be 1.0 to 2.0.

(3)上記(1)または(2)に記載の合金板では、750℃で100時間の時効処理を行ったとき、前記時効処理後のミクロ組織におけるγ´相の面積率が15.0%以上、前記γ´相の平均円相当径が30nm以上、70nm以下、かつ、γ´相以外の析出相の面積率が5.0%以下であってもよい。 (3) In the alloy sheet according to (1) or (2), when the aging treatment is performed at 750 ° C. for 100 hours, the area ratio of the γ ′ phase in the microstructure after the aging treatment is 15.0%. As described above, the average equivalent circle diameter of the γ ′ phase may be 30 nm or more and 70 nm or less, and the area ratio of the precipitation phase other than the γ ′ phase may be 5.0% or less.

(4)本発明の別の態様に係る合金板の製造方法は、(1)〜(3)のいずれかに記載の合金板を製造する方法であって、圧延加工された合金素材を1050〜1200℃で、30秒〜600秒間溶体化熱処理する第1の工程と、板厚減少率5%以上、45%以下で仕上げ冷延する第2の工程と、を含む。 (4) A method for manufacturing an alloy plate according to another aspect of the present invention is a method for manufacturing the alloy plate according to any one of (1) to (3), in which a rolled alloy material is formed from 1050 to 1050. It includes a first step of solution heat treatment at 1200 ° C. for 30 seconds to 600 seconds and a second step of finish cold rolling at a sheet thickness reduction rate of 5% or more and 45% or less.

(5)本発明の別の態様に係る合金板の製造方法は、(1)〜(3)のいずれかに記載の合金板を製造する方法であって、圧延加工された合金素材を1050〜1200℃で、30秒〜600秒間溶体化熱処理する第3の工程と、700〜850℃、30秒〜600秒で時効処理する第4の工程と、を含む。 (5) A method for manufacturing an alloy plate according to another aspect of the present invention is a method for manufacturing the alloy plate according to any one of (1) to (3), in which a rolled alloy material is formed from 1050 to 1050. It includes a third step of solution heat treatment at 1200 ° C. for 30 seconds to 600 seconds, and a fourth step of aging treatment at 700 to 850 ° C. for 30 seconds to 600 seconds.

(6)上記(5)に記載の合金板の製造方法では、前記第3の工程の後かつ前記第4の工程の前に、板厚減少率45%以下の圧下率で仕上げ冷延する第5の工程を含んでもよい。   (6) In the method for manufacturing an alloy plate according to (5) above, after the third step and before the fourth step, finish cold rolling is performed at a reduction rate of a sheet thickness reduction rate of 45% or less. 5 steps may be included.

本発明の上記態様に係る合金板は、排気系ガスケット等に使用され、高温に長時間曝された場合でも、十分な高温強度が確保される。   The alloy plate according to the above aspect of the present invention is used for an exhaust system gasket or the like, and ensures sufficient high temperature strength even when exposed to high temperatures for a long time.

本発明者らは、合金の組成や製造プロセスについて詳細な調査を実施し、近年要求される厳しい使用環境に耐える、排気系ガスケットに好適な合金板を検討した。   The present inventors conducted a detailed investigation on the composition of the alloy and the manufacturing process, and examined an alloy plate suitable for an exhaust system gasket that can withstand the severe environment of use required in recent years.

高温で長時間使用されるガスケットは、耐熱合金薄板を用いて形成される。耐熱合金薄板は、排気ガスプロセスの高温環境にさらされることによって合金中に微細なγ´(ガンマプライム)相が析出し、このγ´相によって高温強度が確保される。γ´相は、Ni(Al,Ti,Nb)で表現される析出物であり、合金中にTiを含有しない場合にはNi(Al,Nb)となる。γ´相は、母相となるオーステナイト相との界面の整合性が高く、他の析出強化相と比べて母相粒内に均一に微細分散しやすいことや、γ´相自体の強度が温度との逆依存性を有することなどから、特に高温での析出強化能が高いという特徴を有する。成分によって析出相の状態が変化するので、合金成分を適正化することにより、高温環境でγ´相の適正な析出を促すことができる。The gasket used at high temperature for a long time is formed using a heat-resistant alloy thin plate. When the heat-resistant alloy thin plate is exposed to the high temperature environment of the exhaust gas process, a fine γ '(gamma prime) phase is precipitated in the alloy, and the γ'phase ensures high temperature strength. The γ'phase is a precipitate represented by Ni 3 (Al, Ti, Nb), and becomes Ni 3 (Al, Nb) when Ti is not contained in the alloy. The γ'phase has a high interface consistency with the austenite phase, which is the matrix, and is more easily finely dispersed in the matrix grains than other precipitation strengthening phases. Since it has an inverse dependency with respect to, it has a feature of high precipitation strengthening ability especially at high temperature. Since the state of the precipitation phase changes depending on the composition, it is possible to promote proper precipitation of the γ'phase in a high temperature environment by optimizing the alloy composition.

ガスケットが自動車に装着され、高温に長時間曝された(以下「高温長時間時効」ともいう。)後でも気密性保持機能を十分に維持するためには、このγ´相が高温長時間時効後も安定して存在し、それによって高温強度が維持されている必要がある。しかしながら、本発明者らの検討の結果、従来知られていた耐熱合金板をガスケットに適用した場合、特にターボガスケットのように極めて高温に長時間曝される場合には、高温強度が低下することが明らかとなった。   Even after the gasket is mounted on an automobile and exposed to high temperature for a long time (hereinafter also referred to as “high temperature and long time aging”), the γ ′ phase is aged for a long time at high temperature in order to sufficiently maintain the airtightness retaining function. It must be stable afterwards, so that high temperature strength is maintained. However, as a result of the study by the present inventors, when a conventionally known heat-resistant alloy plate is applied to a gasket, particularly when it is exposed to an extremely high temperature for a long time like a turbo gasket, the high temperature strength is lowered. Became clear.

従来知られている耐熱合金において高温強度が低下する理由について、本発明者らが検討を行った結果、従来の耐熱合金では、高温長時間時効処理(高温長時間時効熱処理)において、合金中にLaves相などのγ´相以外の化合物(非強化相)が析出するために高温強度が低下することがわかった。このLaves相の周囲には、γ´相の存在しない無析出帯が形成されるので、その結果として、γ´相の存在比率が低下し、高温強化能が著しく劣化すると考えられる。すなわち、本発明者らの検討の結果、高温長時間時効時にLaves相などのγ´相以外の析出物(非強化相)を抑制することが高温強度維持に重要であることがわかった。   As a result of the present inventors' investigation of the reason why the high temperature strength of conventionally known heat-resistant alloys is reduced, it was found that the conventional heat-resistant alloys have a high temperature long-term aging treatment (high-temperature long-term aging heat treatment). It was found that the high temperature strength was lowered due to the precipitation of compounds other than the γ'phase (unreinforced phase) such as the Laves phase. It is considered that since a precipitation-free zone in which the γ'phase does not exist is formed around the Laves phase, as a result, the existence ratio of the γ'phase decreases and the high temperature strengthening ability deteriorates remarkably. That is, as a result of the study by the present inventors, it was found that suppressing the precipitates (non-strengthened phase) other than the γ ′ phase such as the Laves phase during aging at high temperature for a long time is important for maintaining the high temperature strength.

高温長時間後時効後の合金板から、強化相であるγ´相、及びLaves相などの非強化相の、高温長時間時効時の析出挙動を詳細に調査した結果、γ´相が母相全面に分散して微細析出するのに対し、Laves相は結晶粒界や転位を核生成サイトとして析出することがわかった。したがって、これらの核生成サイトをできるだけ少なくすることで、Laves相などの非強化相の析出を抑制し、強化相であるγ´相を維持させられることが分かった。   As a result of a detailed investigation of precipitation behavior of the γ ′ phase which is a strengthening phase and non-reinforced phases such as Laves phase during high temperature long time aging from the alloy plate after high temperature long time aging, the γ ′ phase was the parent phase. It was found that the Laves phase was precipitated as grain nucleation sites and dislocations as nucleation sites, while dispersed over the entire surface and finely precipitated. Therefore, it was found that by reducing these nucleation sites as much as possible, the precipitation of the non-reinforced phase such as the Laves phase can be suppressed and the γ ′ phase which is the strengthened phase can be maintained.

高温長時間時効後も高温強度を維持するためには、1)γ´相の析出を促し、Laves相などの非強化相の析出を抑制するように成分をコントロールすること、2)熱処理(溶体化処理)によって結晶粒径を粗大化し、それによって結晶粒界を少なくし、Laves相などの非強化相の析出サイト低減を図ること、3)最終の仕上げ冷延における板厚減少率を低下させることで合金板の結晶粒内における転位を少なくし、Laves相などの非強化相の析出サイト低減を図ること、が重要である。本発明者らは、これらプロセス上の改善も検討し、本発明を完成させた。   In order to maintain the high temperature strength even after aging at high temperature for a long time, 1) control the components so as to promote the precipitation of the γ'phase and suppress the precipitation of non-reinforced phases such as the Laves phase, and 2) heat treatment (solution To reduce the grain boundaries, thereby reducing precipitation sites of non-strengthened phases such as the Laves phase, and 3) reducing the reduction rate of the plate thickness in the final finish cold rolling. Therefore, it is important to reduce dislocations in the crystal grains of the alloy plate and reduce precipitation sites of non-reinforced phases such as Laves phase. The present inventors have also studied these process improvements and completed the present invention.

以下、本発明の一実施形態に係る合金板(本実施形態に係る合金板)について説明する。
まず第1に、本実施形態に係る合金板の成分組成(化学組成)について説明する。成分の含有量に関する%は断りがない限り質量%を意味する。
Hereinafter, an alloy plate according to an embodiment of the present invention (alloy plate according to the present embodiment) will be described.
First, the component composition (chemical composition) of the alloy plate according to this embodiment will be described. Unless otherwise specified,% relating to the content of components means% by mass.

C:0.0200%以下
Cは、Ti、Nbと結びついて炭化物を形成する元素である。Ti、Nbが炭化物を形成すると、強化相であるγ´相の生成量が減少する。そのため、C含有量は低い方が望ましい。したがって、C含有量は0.0200%以下とする。
一方、C含有量を0.0002%未満にすると製造コストが著しく増加する。そのため、C含有量を0.0002%以上としてもよい。
C: 0.0200% or less C is an element that forms a carbide by combining with Ti and Nb. When Ti and Nb form carbides, the amount of the γ'phase, which is the strengthening phase, is reduced. Therefore, a lower C content is desirable. Therefore, the C content is 0.0200% or less.
On the other hand, if the C content is less than 0.0002%, the manufacturing cost will remarkably increase. Therefore, the C content may be 0.0002% or more.

Si:0.02%以上、2.00%以下
Siは、精錬の際に脱酸元素として有効な元素である。また、Siは、合金の耐酸化性を改善する皮膜の保護性を向上させる元素である。これらの効果を得るため、Si含有量を0.02%以上とする。
一方で、Si含有量が多すぎると、熱間加工性が顕著に劣化し、耳割れが発生したり、手入れコストが大きくなったりする。そのため、Si含有量を2.00%以下とする。
Si: 0.02% or more and 2.00% or less Si is an element effective as a deoxidizing element during refining. Further, Si is an element that improves the protection property of the film that improves the oxidation resistance of the alloy. In order to obtain these effects, the Si content is set to 0.02% or more.
On the other hand, if the Si content is too high, the hot workability is significantly deteriorated, cracks in the ears occur, and the maintenance cost increases. Therefore, the Si content is set to 2.00% or less.

Mn:0.02%以上、2.00%以下
Mn含有量が多すぎると、熱間加工性が劣化する上、高温での耐酸化性が著しく劣化する。したがって、Mn含有量は2.00%以下とする。
一方、Mnは原料スクラップなどから混入するので、Mn含有量を大きく低減させるにはスクラップの使用を減らす必要があり、コストの増大を招く。したがって、Mn含有量は0.02%以上とする。
Mn: 0.02% or more and 2.00% or less If the Mn content is too large, the hot workability is deteriorated and the oxidation resistance at high temperature is significantly deteriorated. Therefore, the Mn content is 2.00% or less.
On the other hand, since Mn is mixed from raw material scraps, it is necessary to reduce the use of scrap in order to greatly reduce the Mn content, resulting in an increase in cost. Therefore, the Mn content is set to 0.02% or more.

P:0.050%以下
Pは合金の原料の一つであるフェロクロムに含まれる不純物元素である。Pは熱間加工性に有害であるので、P含有量を0.050%以下に制限する。
P: 0.050% or less P is an impurity element contained in ferrochrome which is one of alloy raw materials. Since P is harmful to hot workability, the P content is limited to 0.050% or less.

S:0.0100%以下
Sは原料のスクラップなどに含まれる不純物元素である。Sは熱間加工性に有害であるので、S含有量は0.0100%以下に制限する。
S: 0.0100% or less S is an impurity element contained in raw material scrap or the like. Since S is harmful to hot workability, the S content is limited to 0.0100% or less.

Cr:12.00%以上、30.00%以下
Crは耐熱合金としての耐食性を確保する観点から必須の元素である。十分な耐食性を確保する観点から、Cr含有量は12.00%以上とする。好ましくは14.00%以上である。
一方で、Cr含有量が多すぎると、焼鈍時にσ相などの粗大な化合物が生成し、γ´相の析出が抑制されるだけでなく、材料が脆化しやすくなる。そのため、Cr含有量は30.00%以下とする。好ましくは、20.00%以下である。
Cr: 12.00% or more and 30.00% or less Cr is an essential element from the viewpoint of ensuring corrosion resistance as a heat resistant alloy. From the viewpoint of ensuring sufficient corrosion resistance, the Cr content is 12.00% or more. It is preferably 14.00% or more.
On the other hand, if the Cr content is too high, a coarse compound such as a σ phase is generated during annealing, not only the precipitation of the γ ′ phase is suppressed, but also the material is easily embrittled. Therefore, the Cr content is 30.00% or less. It is preferably 20.00% or less.

Ni:35.00%以上、60.00%以下
Niは強力なオーステナイト安定化元素であり、ミクロ組織においてオーステナイト母相を得るために必須の元素である。また、Niは高温強度の向上に寄与する強化相であるγ´相(Ni(Al,Nb,Ti))を得るためにも極めて重要な元素である。耐熱材料として高温での強度を確保する観点から、Ni含有量は35.00%以上とする。好ましくは40.00%以上である。
一方、Ni含有量が多すぎると、コストが上昇することに加え、熱間加工時の変形抵抗が高くなって、製造が困難になる。そのため、Ni含有量は60.00%以下とする。好ましくは、50.00%以下である。
Ni: 35.00% or more and 60.00% or less Ni is a strong austenite stabilizing element and is an essential element for obtaining an austenite matrix in the microstructure. Further, Ni is an extremely important element for obtaining a γ ′ phase (Ni 3 (Al, Nb, Ti)) which is a strengthening phase contributing to the improvement of high temperature strength. From the viewpoint of securing strength at high temperature as a heat resistant material, the Ni content is 35.00% or more. It is preferably at least 40.00%.
On the other hand, if the Ni content is too high, the cost increases, and the deformation resistance during hot working increases, making manufacturing difficult. Therefore, the Ni content is 60.00% or less. Preferably, it is 50.00% or less.

N:0.0200%以下
Nは、Al、Nb、Tiと結合して窒化物を形成する元素である。Al、Nb、Tiが窒化物を形成すると、強化相であるγ´相の生成量が減少する。そのため、N含有量は低い方が望ましい。したがって、N含有量は0.0200%以下に制限する。
N: 0.0200% or less N is an element that combines with Al, Nb, and Ti to form a nitride. When Al, Nb, and Ti form a nitride, the amount of the γ ′ phase, which is the strengthening phase, is reduced. Therefore, it is desirable that the N content is low. Therefore, the N content is limited to 0.0200% or less.

V:0.02%以上、1.00%以下
Vは、固溶強化により高温強度の向上に寄与する元素である。この効果を得るため、V含有量は0.02%以上とする。
一方、VはC、Nと結合して炭化物、窒化物を形成する。V含有量が多すぎると、粗大な炭化物、窒化物が生成し、材料の加工性が劣化する。そのため、V含有量は1.00%以下とする。
V: 0.02% or more and 1.00% or less V is an element that contributes to the improvement of high temperature strength by solid solution strengthening. In order to obtain this effect, the V content is 0.02% or more.
On the other hand, V combines with C and N to form carbides and nitrides. If the V content is too large, coarse carbides and nitrides are generated, and the workability of the material deteriorates. Therefore, the V content is 1.00% or less.

Nb:2.00%超、3.50%以下
Nbは強化相であるγ´相を構成する元素であり、Nbを固溶したγ´相は高温強化能が高い。そのため、高温強度確保のため、Nb含有量は2.00%超とする。
一方、Nbは合金の融点を下げ、高温での熱間加工を困難にする元素である。したがって、Nb含有量は3.50%以下とする。
Nb: more than 2.00% and 3.50% or less Nb is an element that constitutes the γ'phase which is a strengthening phase, and the γ'phase in which Nb is solid-soluted has a high temperature strengthening ability. Therefore, in order to secure high temperature strength, the Nb content is set to more than 2.00%.
On the other hand, Nb is an element that lowers the melting point of the alloy and makes hot working at high temperatures difficult. Therefore, the Nb content is 3.50% or less.

Al:2.60%超、4.00%以下
Alは高温強度の上昇に寄与する強化相であるγ´相を構成する元素である。その強化能は、Ti、Nbには及ばないが、Ti、Nbに比べて、長時間安定してγ´相を維持する効果がある。長時間時効後に安定して高温強度を維持する観点から、Al含有量は2.60%超とする。
一方、Al含有量が過剰であると、合金の融点が下がり、高温での熱間加工が困難になる。したがって、Al含有量は、4.00%以下とする。
Al: over 2.60%, 4.00% or less Al is an element constituting the γ'phase, which is a strengthening phase contributing to the increase in high temperature strength. Although its strengthening ability does not reach that of Ti and Nb, it has an effect of maintaining the γ'phase stably for a long time as compared with Ti and Nb. From the viewpoint of stably maintaining the high temperature strength after aging for a long time, the Al content is more than 2.60%.
On the other hand, if the Al content is excessive, the melting point of the alloy is lowered, and hot working at high temperature becomes difficult. Therefore, the Al content is 4.00% or less.

本実施形態に係る合金板は、さらに以下の任意元素を含有しても良い。ただし、以下の任意元素は必ずしも含有する必要がないので、その下限は0%である。   The alloy plate according to this embodiment may further contain the following arbitrary elements. However, since the following optional elements are not necessarily contained, the lower limit thereof is 0%.

Ti:0〜0.80%
Tiは強化相であるγ´相を構成する元素であり、高温強度の向上に寄与する元素である。そのため、必要に応じて含有させてもよい。上記効果を得る場合、Ti含有量を0.20%以上とすることが好ましい。
一方、Tiを多量に含有すると、合金中のC、NとTiとが粗大な炭化物、窒化物を形成し、熱間加工性や冷間加工性が著しく劣化する。また、Tiの含有により合金の融点が下がるので、Ti含有量が過剰であると高温での熱間加工が困難になる。しがたって、含有させる場合でもTi含有量は0.80%以下とする。好ましくは、0.60%以下である。
Ti: 0 to 0.80%
Ti is an element that constitutes the γ ′ phase that is a strengthening phase, and is an element that contributes to the improvement of high temperature strength. Therefore, you may make it contain as needed. To obtain the above effect, the Ti content is preferably 0.20% or more.
On the other hand, when a large amount of Ti is contained, C, N and Ti in the alloy form coarse carbides and nitrides, and hot workability and cold workability are significantly deteriorated. Further, since the melting point of the alloy decreases due to the inclusion of Ti, if the Ti content is excessive, hot working at high temperature becomes difficult. Therefore, the Ti content is 0.80% or less even when it is contained. It is preferably 0.60% or less.

Mo:0〜2.00%
Moは母相であるオーステナイト相に固溶し、高温強度の向上に寄与する元素である。そのため、必要に応じて含有させてもよい。
一方、多量にMoを含有すると、熱間加工時の変形抵抗が増加し、所定の板厚に熱間圧延するのが困難になる。また、高温長時間時効時に粗大なLaves相の析出が促進され、高温強度が低下する。したがって、含有させる場合でもMo含有量は2.00%以下とする。
Mo: 0-2.00%
Mo is an element that forms a solid solution in the austenite phase, which is the parent phase, and contributes to the improvement of high temperature strength. Therefore, you may make it contain as needed.
On the other hand, when a large amount of Mo is contained, the deformation resistance at the time of hot working increases, and it becomes difficult to hot roll to a predetermined plate thickness. In addition, the precipitation of coarse Laves phase is promoted during high temperature aging for a long time, and the high temperature strength decreases. Therefore, the Mo content is 2.00% or less even when it is contained.

W:0〜2.00%
Wはオーステナイト母相に固溶し、高温強度の向上に寄与する元素である。そのため必要に応じて含有させてもよい。しかしながら、多量にWを含有すると、熱間加工時の変形抵抗が増加し、所定の板厚に熱間圧延するのが困難になる。また、高温長時間時効時に粗大なLaves相の析出が促進され、高温強度が低下する。したがって、含有させる場合でもW含有量は2.00%以下とする。
W: 0-2.00%
W is an element that forms a solid solution in the austenite matrix and contributes to the improvement of high temperature strength. Therefore, you may contain as needed. However, if W is contained in a large amount, the deformation resistance at the time of hot working increases, and it becomes difficult to perform hot rolling to a predetermined plate thickness. In addition, the precipitation of coarse Laves phase is promoted during high temperature aging for a long time, and the high temperature strength decreases. Therefore, the W content is 2.00% or less even when it is contained.

Cu:0〜1.00%
Cuは、オーステナイト母相に固溶し、高温強度を上げる効果を有する元素である。そのため必要に応じて含有させてもよい。
一方、Cu含有量が過剰になると、熱間圧延時の耳割れが発生する場合がある。したがって、含有させる場合でもCu含有量は1.00%以下とする。
Cu: 0 to 1.00%
Cu is an element that has a solid solution in the austenite matrix and has the effect of increasing the high temperature strength. Therefore, you may contain as needed.
On the other hand, if the Cu content is excessive, edge cracking may occur during hot rolling. Therefore, the Cu content is 1.00% or less even when it is contained.

Co:0〜1.00%
CoはNiの代替としてγ´相に固溶する元素であり、高温強度の向上に寄与する元素である。そのため、含有させてもよい。
一方で、Coを多量に含有すると、コストの増加に加えて、熱間加工時の変形抵抗が増加し、所定の板厚に熱間圧延するのが困難になる。したがって、含有させる場合でもCo含有量は1.00%以下とする。
Co: 0-1.00%
Co is an element that forms a solid solution in the γ ′ phase as a substitute for Ni, and is an element that contributes to the improvement of high temperature strength. Therefore, it may be contained.
On the other hand, when a large amount of Co is contained, not only the cost increases but also the deformation resistance during hot working increases, which makes it difficult to hot-roll to a predetermined plate thickness. Therefore, the Co content is 1.00% or less even when it is contained.

B:0〜0.0100%
Bは結晶粒界に偏析する元素であり、結晶粒界を強化することで、粒界でのすべりを抑制し、高温強度の向上に寄与する元素である。そのため、含有させても良い。Bを含有することによる上述の効果を得るためには、B含有量は好ましくは0.0010%以上である。
一方で、Bを多量に含有すると粒界偏析が顕著になり、熱間加工性が著しく低下する。そのため、含有させる場合でもB含有量は0.0100%以下とする。
B: 0 to 0.0100%
B is an element that segregates at the crystal grain boundaries, and by strengthening the crystal grain boundaries, it suppresses slippage at the grain boundaries and contributes to the improvement of high temperature strength. Therefore, it may be contained. In order to obtain the above-mentioned effects by containing B, the B content is preferably 0.0010% or more.
On the other hand, if B is contained in a large amount, the grain boundary segregation becomes remarkable and the hot workability is significantly deteriorated. Therefore, even if it is contained, the B content is 0.0100% or less.

Zr:0〜0.0100%
Zrは結晶粒界に偏析する元素であり、結晶粒界を強化することで、粒界でのすべりを抑制し、高温強度の向上に寄与する元素である。そのため、含有させても良い。Zrを含有することによる上述の効果を得るためには、Zr含有量は好ましくは0.0010%以上である。
一方で、Zrを多量に添加すると粒界偏析が顕著になり、熱間加工性が著しく低下する。そのため、含有させる場合でもZr含有量は0.0100%以下とする。
Zr: 0 to 0.0100%
Zr is an element that segregates at the crystal grain boundaries, and by strengthening the crystal grain boundaries, it suppresses slippage at the grain boundaries and contributes to the improvement of high temperature strength. Therefore, it may be contained. In order to obtain the above-mentioned effects by containing Zr, the Zr content is preferably 0.0010% or more.
On the other hand, if a large amount of Zr is added, segregation of grain boundaries becomes remarkable, and hot workability is significantly reduced. Therefore, the Zr content is 0.0100% or less even when it is contained.

Ca:0〜0.0050%
Caは熱間加工性を改善する効果を有する元素である。熱間加工性が改善すると製造コストが低減できる。この効果を得るため、含有させても良い。
一方、Ca含有量が多量になると、鋳造時に溶湯ノズルが詰まるなどのトラブルが生じ、製造が著しく困難になる。そのため、含有させる場合でもCa含有量は0.0050%以下とする。
Ca: 0 to 0.0050%
Ca is an element having an effect of improving hot workability. If the hot workability is improved, the manufacturing cost can be reduced. In order to obtain this effect, it may be contained.
On the other hand, when the Ca content is large, troubles such as clogging of the molten metal nozzle occur during casting, and manufacturing becomes extremely difficult. Therefore, the Ca content is 0.0050% or less even when it is contained.

Mg:0〜0.0050%
Mgは熱間加工性改善する効果を有する元素である。熱間加工性が改善すると製造コストが低減できる。この効果を得るため、含有させても良い。
一方、Mg含有量が多量になると、鋳造時に溶湯ノズルが詰まるなどのトラブルが生じ、製造が著しく困難になる。そのため、含有させる場合でもMg含有量は0.0050%以下とする。
Mg: 0 to 0.0050%
Mg is an element having an effect of improving hot workability. If the hot workability is improved, the manufacturing cost can be reduced. In order to obtain this effect, it may be contained.
On the other hand, if the Mg content is large, troubles such as clogging of the molten metal nozzle occur during casting, and manufacturing becomes extremely difficult. Therefore, the Mg content is 0.0050% or less even when it is contained.

以上説明した成分の含有量合計は90%以下、好ましくは80%以下とする。また、以上説明した成分以外の残部は10.00%以上のFe、及び不純物からなる。
残部に含まれるFeが合金板の化学組成の10.00%未満であると、加工性が劣化する。そのため、本実施形態に係る合金板において、Feは10.00%以上とする。
また、不純物は合計で2.0%以下であることが好ましい。不純物とは、上述したP、S以外に、例えばREM、Sn、Znである。
The total content of the components described above is 90% or less, preferably 80% or less. The balance other than the components described above is composed of 10.00% or more Fe and impurities.
If Fe contained in the balance is less than 10.00% of the chemical composition of the alloy plate, workability deteriorates. Therefore, in the alloy plate according to this embodiment, Fe is 10.00% or more.
Further, the total amount of impurities is preferably 2.0% or less. The impurities are, for example, REM, Sn, and Zn in addition to P and S described above.

次に、合金板の結晶粒径を粗大化し、それによって結晶粒界を少なくし、Laves相などの非強化相の析出サイト低減を図る点について説明する。   Next, the point that the grain size of the alloy plate is coarsened to reduce the grain boundaries to reduce the precipitation sites of the non-strengthened phase such as the Laves phase will be described.

<ミクロ組織>
本実施形態に係る合金板は、金属組織が、母相としてのオーステナイト相を含む。母相のオーステナイト相には、少量のγ´相等が析出する場合がある。析出物を除く母相は実質的にオーステナイト相からなっていてもよい。
<Microstructure>
The metal structure of the alloy plate according to this embodiment includes an austenite phase as a matrix phase. A small amount of γ'phase or the like may be precipitated in the austenite phase of the mother phase. The mother phase excluding the precipitate may substantially consist of an austenite phase.

[オーステナイト相の平均結晶粒径が20μm以上]
結晶粒界は、時効処理(時効熱処理)時にLaves相などの非強化相の析出サイトになる。そのため、平均結晶粒径が小さいと、合金板の単位断面あたりの粒界存在比率が多くなり、時効処理時にこれらの非強化相の析出量が多くなる。非強化相の近傍には、γ´相が析出しない無析出相が形成されるため、その結果、強化相であるγ´相の量が少なくなる。
合金板のオーステナイト相の平均結晶粒径が20μm以上であれば、非強化相の析出サイトを低減し、高温長時間時効後のγ´相の析出を確保することができる。したがって、平均結晶粒径は20μm以上とする。平均結晶粒径は750℃程度の使用温度での熱処理では大きく変化しないため、仕上げ冷延後の合金板での値とする。合金板の母相であるオーステナイト相の平均結晶粒径を20μm以上とするための製造方法(仕上げ冷延前の溶体化処理)については後述する。
平均結晶粒径の上限を規定する必要はないが、板厚に対して結晶粒が大きすぎると、プレス成型性などが著しく劣化するので、平均結晶粒径は50μm以下が好ましい。
[Average grain size of austenite phase is 20 μm or more]
The grain boundaries serve as precipitation sites for non-strengthened phases such as the Laves phase during the aging treatment (aging heat treatment). Therefore, when the average crystal grain size is small, the existence ratio of grain boundaries per unit cross section of the alloy plate increases, and the amount of precipitation of these non-reinforced phases increases during the aging treatment. In the vicinity of the non-reinforced phase, a non-precipitation phase in which the γ'phase does not precipitate is formed, and as a result, the amount of the γ'phase, which is the strengthening phase, decreases.
When the average crystal grain size of the austenite phase of the alloy plate is 20 μm or more, the precipitation site of the non-strengthened phase can be reduced and the precipitation of the γ ′ phase after aging at high temperature for a long time can be secured. Therefore, the average crystal grain size is set to 20 μm or more. Since the average crystal grain size does not change significantly by heat treatment at a working temperature of about 750 ° C., the value is the value for the alloy sheet after finish cold rolling. The manufacturing method (solution treatment before finish cold rolling) for setting the average crystal grain size of the austenite phase, which is the parent phase of the alloy sheet, to 20 μm or more will be described later.
Although it is not necessary to specify the upper limit of the average crystal grain size, if the crystal grain size is too large relative to the plate thickness, press moldability and the like will be significantly deteriorated, so the average crystal grain size is preferably 50 μm or less.

平均結晶粒径は以下の方法で求めることができる。
L断面(圧延方向に平行で板厚面に平行な断面)が観察面となるように金属板からサンプルを採取し、観察面を表面研磨及びエッチングする。このサンプルを、光学顕微鏡で観察、撮影し、JIS G0551:2013に従って単位面積当たりの結晶粒数を計数して一個あたりの平均結晶粒面積aを求め、aの平方根を平均結晶粒径とする。
The average crystal grain size can be determined by the following method.
A sample is taken from the metal plate so that the L cross section (cross section parallel to the rolling direction and parallel to the plate thickness surface) becomes the observation surface, and the observation surface is surface-polished and etched. This sample is observed and photographed with an optical microscope, the number of crystal grains per unit area is counted according to JIS G0551: 2013, the average crystal grain area a per one is determined, and the square root of a is taken as the average crystal grain size.

<γ´相の面積率が15.0%未満>
本実施形態に係る合金板では、高温長時間時効処理前(ガスケット等として使用される前)のミクロ組織において、γ´相の面積率が15.0%未満である。
高温長時間時効処理前に既にγ´相が多く析出していると、これらのγ´相が高温長時間時効処理により粗大化し、十分な高温強度を保てない。そのため、合金板のミクロ組織において、γ´相の面積率を15.0%未満とする。好ましくは、8.0%以下、より好ましくは6.0%以下、さらに好ましくは2.0%以下である。
高温長時間時効処理前のγ´相の面積率を小さくすると、室温での0.2%耐力が低くなることが懸念されるが、後述するように板厚減少率が5%〜45%の冷間圧延を行うことで、室温での0.2%耐力が確保できる。また、冷間圧延によれば、合金板の平坦度も向上する。
<Area ratio of γ'phase is less than 15.0%>
In the alloy sheet according to this embodiment, the area ratio of the γ'phase is less than 15.0% in the microstructure before the high temperature long-term aging treatment (before being used as a gasket or the like).
If a large amount of γ'phase has already been precipitated before the high temperature long time aging treatment, these γ'phases become coarse due to the high temperature long time aging treatment and sufficient high temperature strength cannot be maintained. Therefore, in the microstructure of the alloy plate, the area ratio of the γ'phase is set to less than 15.0%. It is preferably 8.0% or less, more preferably 6.0% or less, still more preferably 2.0% or less.
If the area ratio of the γ'phase before the high temperature long-time aging treatment is reduced, the 0.2% proof stress at room temperature may decrease, but as described later, the reduction rate of the plate thickness is 5% to 45%. By performing cold rolling, 0.2% proof stress at room temperature can be secured. Further, cold rolling also improves the flatness of the alloy sheet.

高温長時間時効処理前の合金板である本実施形態に係る合金板のγ´相の面積率は以下の方法で求める。
合金板の、圧延方向に平行な断面を研磨し、研磨面を王水でエッチングし、FE−SEMと同設備に付帯されるEDSで観察、分析する。結晶粒内に均一に析出している微細な球状の析出物をγ´相とし、結晶粒界、結晶粒内に析出し、粗大、且つ合金板の化学組成よりも(合金板の化学組成におけるFe、Cr含有量に比べて)Fe、Crが多量に含まれている析出物をγ´相以外の析出物として分類する。FE−SEMで撮影した写真から、線分法でγ´相の面積率を算出する。微細な球状の析出物とは、概ね、円相当直径で100nm以下、アスペクト比が2以下の析出物を指す。
The area ratio of the γ'phase of the alloy plate according to the present embodiment, which is the alloy plate before the high temperature long time aging treatment, is obtained by the following method.
The cross section of the alloy plate parallel to the rolling direction is polished, the polished surface is etched with aqua regia, and observed and analyzed by EDS attached to the same equipment as FE-SEM. The fine spherical precipitates that are uniformly precipitated in the crystal grains are defined as the γ'phase, and are precipitated in the grain boundaries and crystal grains, and are coarser than the chemical composition of the alloy plate (in the chemical composition of the alloy plate. A precipitate containing a large amount of Fe and Cr (compared to the Fe and Cr contents) is classified as a precipitate other than the γ'phase. The area ratio of the γ'phase is calculated by the line segment method from the photograph taken by the FE-SEM. The fine spherical precipitate generally means a precipitate having a circle equivalent diameter of 100 nm or less and an aspect ratio of 2 or less.

[オーステナイト相の結晶粒の、アスペクト比の平均値が1.0〜3.0]
本実施形態に係る合金板は、オーステナイト相の結晶粒の、長軸の長さをL1、短軸の長さをL2とするとき、アスペクト比であるL1/L2の平均値が1.0〜3.0である。
結晶粒界は、時効処理時にLaves相などの高温強度の向上に寄与しない非強化相の析出サイトとなる。アスペクト比は圧延によって結晶粒が伸長することにより大きくなる。圧延によって転位が多量に導入されると、その転位を核生成サイトとして非強化相の析出が促進され、強化相であるγ´相の析出が阻害される。また、結晶粒1つあたりの体積と結晶粒界の面積を考えると、アスペクト比が大きくなるにしたがって、結晶粒の体積が同一であるのに対して結晶粒界の面積のみが大きくなり、非強化相の析出サイトの割合が高くなる。したがって、非強化相の析出を抑制し、強化相であるγ´相を確保するためには、アスペクト比は小さいことが好ましい。
そのため、本実施形態に係る合金板では、非強化相の析出サイトを少なくした組織であることを示す指標の1つとして、アスペクト比の平均値を1.0〜3.0とする。アスペクト比については、1.0〜2.0であることが好ましい。
[Average value of aspect ratio of crystal grains of austenite phase is 1.0 to 3.0]
In the alloy plate according to the present embodiment, when the major axis length and the minor axis length of the austenite phase crystal grains are L1 and L2, respectively, the average value of L1 / L2, which is the aspect ratio, is 1.0 to It is 3.0.
The grain boundaries serve as precipitation sites for non-reinforced phases that do not contribute to the improvement of high temperature strength such as the Laves phase during the aging treatment. The aspect ratio increases as the crystal grains expand due to rolling. When a large amount of dislocations is introduced by rolling, the dislocations are used as nucleation sites to promote the precipitation of the non-strengthened phase and inhibit the precipitation of the γ ′ phase which is the strengthened phase. Also, considering the volume per crystal grain and the area of the crystal grain boundary, as the aspect ratio increases, the volume of the crystal grain is the same, but only the area of the crystal grain boundary increases. The percentage of precipitation sites in the strengthening phase increases. Therefore, in order to suppress the precipitation of the non-strengthened phase and secure the γ ′ phase which is the strengthened phase, the aspect ratio is preferably small.
Therefore, in the alloy plate according to the present embodiment, the average value of the aspect ratio is set to 1.0 to 3.0 as one of the indexes indicating that the structure has less precipitation sites of the non-reinforced phase. The aspect ratio is preferably 1.0 to 2.0.

アスペクト比は以下の方法で求めることができる。
L断面(圧延方向に平行で板厚面に平行な断面)が観察面となるようにサンプルを採取し、表面研磨及びエッチングする。このサンプルを、光学顕微鏡にて、観察面積が400000μm以上(80000μm以上の領域を5か所以上)となるように金属組織を観察する。観察領域にて測定される金属組織を用い、観察された各結晶粒の長軸の長さL1と短軸の長さL2とからアスペクト比(L1/L2)を求め、これらを相加平均して算出する。測定の際、双晶界面は除くものとする。本測定は画像解析ソフトを使用してもよい。
結晶粒のL1、L2は、結晶粒を楕円とみなして、その楕円の長軸、短軸をそれぞれL1、L2と定義する。圧延材の場合、圧延方向の粒径が最も長く、板厚方向の粒径が最も短くなるので、圧延方向の結晶粒の長さをL1、板厚方向の結晶粒の長さをL2としてもよい。
The aspect ratio can be obtained by the following method.
A sample is taken so that the L cross section (cross section parallel to the rolling direction and parallel to the plate thickness surface) becomes the observation surface, and surface polishing and etching are performed. The metal structure of this sample is observed with an optical microscope so that the observation area becomes 400000 μm 2 or more (5 or more regions having 80000 μm 2 or more). Using the metallographic structure measured in the observation region, the aspect ratio (L1 / L2) was calculated from the length L1 of the major axis and the length L2 of the minor axis of each observed crystal grain, and these were arithmetically averaged. To calculate. The twin interface is excluded during the measurement. This measurement may use image analysis software.
Regarding the crystal grains L1 and L2, the crystal grain is regarded as an ellipse, and the major axis and the minor axis of the ellipse are defined as L1 and L2, respectively. In the case of a rolled material, since the grain size in the rolling direction is the longest and the grain size in the plate thickness direction is the shortest, even if the length of the crystal grain in the rolling direction is L1 and the length of the crystal grain in the plate thickness direction is L2, Good.

<室温での0.2%耐力が400MPa以上>
本実施形態に係る合金板では、室温における0.2%耐力が400MPa以上である。室温における0.2%耐力が400MPa以上であれば、合金板を加工してガスケットとして使用する際、高温長時間時効前(ガスケットとしての使用開始時)の強度を確保できる。
一方、室温での0.2%耐力が1200MPa超であると、ガスケットへの加工の際の加工性が低下する。そのため、室温での0.2%耐力は、1200MPa以下であることが好ましい。
<0.2% proof stress at room temperature is 400 MPa or more>
In the alloy plate according to this embodiment, the 0.2% proof stress at room temperature is 400 MPa or more. When the 0.2% proof stress at room temperature is 400 MPa or more, the strength before aging at high temperature for a long time (at the start of use as a gasket) can be secured when the alloy plate is processed and used as a gasket.
On the other hand, if the 0.2% proof stress at room temperature is more than 1200 MPa, the workability during processing into a gasket is deteriorated. Therefore, the 0.2% proof stress at room temperature is preferably 1200 MPa or less.

室温における0.2%耐力は、試験片の長手方向が圧延方向と平行となるように採取したJISZ2241:2011に規定される13B号引張試験を用いて、標点間距離の変化量が3mm/minとなるよう引張荷重を付与する引張試験を行うことで得られる。   The 0.2% proof stress at room temperature was determined by using the No. 13B tensile test specified in JIS Z2241: 2011, which was taken so that the longitudinal direction of the test piece was parallel to the rolling direction. It can be obtained by performing a tensile test in which a tensile load is applied so that it becomes min.

以上のように、本実施形態に係る合金板では、成分をコントロールしてγ´相の析出を促すとともに、溶体化処理、圧延の制御によって結晶粒界及び転位を少なくし、非強化相の析出サイト低減を図っている。
本実施形態に係る合金板は、γ´相により高温強度を確保するが、γ´相は冷間圧延を終了した合金板の段階ではほとんど析出しておらず、合金板に時効処理を施すことによって析出する。高温時効処理が長時間に及んだとき、従来の合金板であれば非強化相の析出によってγ´相の量が十分確保できないのに対し、本実施形態に係る合金板では高温長時間時効後においてもγ´相の量が確保されるので、高温長時間時効後にも十分な高温強度(例えば380MPa以上)が確保できる。
As described above, in the alloy plate according to the present embodiment, while controlling the components to promote the precipitation of the γ ′ phase, the solution treatment and rolling are controlled to reduce the grain boundaries and dislocations, and the precipitation of the non-reinforced phase. We are trying to reduce the number of sites.
The alloy plate according to the present embodiment secures high-temperature strength by the γ'phase, but the γ'phase is hardly precipitated at the stage of the alloy plate after cold rolling, and the alloy plate is subjected to an aging treatment. Is deposited by. When the high temperature aging treatment is performed for a long time, the conventional alloy plate cannot secure a sufficient amount of the γ ′ phase due to the precipitation of the non-reinforced phase, whereas the alloy plate according to the present embodiment has a high temperature long time aging. Since the amount of the γ'phase is secured afterwards, sufficient high temperature strength (for example, 380 MPa or more) can be secured even after aging at high temperature for a long time.

<750℃で100時間時効後の、ミクロ組織中のγ´相の面積率が15.0%以上、γ´相の平均円相当径が30nm以上、70nm以下、γ´相以外の析出相の面積率が5.0%以下>
ガスケットとしての使用を模擬した場合、高温長時間時効処理として750℃、100時間の熱処理条件を行った後でも、高温強度が維持されていることが好ましい。熱処理後の冷却は、500℃以下までの平均冷却速度を10℃/秒以上とすることが望ましい。この熱処理条件は、自動車の耐熱部品の熱履歴よりも過酷であり、この条件で高温強度が確保されれば、ガスケットとして長時間使用した場合にも十分に高温強度が確保できる。本実施形態に係る合金板の時効後の特徴については、使用を模擬した高温長時間時効処理後のミクロ組織を観察することで評価ができる。
750℃で100時間の熱処理条件を行った後に高温強度が維持されるためには、750℃で100時間時効処理を施した後のミクロ組織において、γ´相の面積率が15.0%以上、γ´相の平均円相当径が30nm以上、70nm以下、γ´相以外の析出相の面積率が5.0%以下であることが好ましい。
After aging at <750 ° C. for 100 hours, the area ratio of the γ ′ phase in the microstructure is 15.0% or more, the average equivalent circle diameter of the γ ′ phase is 30 nm or more, 70 nm or less, and the precipitation phase other than the γ ′ phase Area ratio is 5.0% or less>
When simulating the use as a gasket, it is preferable that the high temperature strength is maintained even after the heat treatment condition of 750 ° C. for 100 hours as the high temperature long time aging treatment. For cooling after the heat treatment, it is desirable that the average cooling rate up to 500 ° C. or less is 10 ° C./second or more. This heat treatment condition is more severe than the heat history of heat-resistant parts of automobiles, and if high temperature strength is secured under this condition, sufficient high temperature strength can be secured even when used as a gasket for a long time. The characteristics of the alloy sheet according to the present embodiment after aging can be evaluated by observing the microstructure after the high-temperature long-time aging treatment that simulates the use.
In order to maintain the high temperature strength after heat treatment at 750 ° C. for 100 hours, the area ratio of γ ′ phase is 15.0% or more in the microstructure after aging treatment at 750 ° C. for 100 hours. It is preferable that the average equivalent circle diameter of the γ ′ phase is 30 nm or more and 70 nm or less, and the area ratio of the precipitation phase other than the γ ′ phase is 5.0% or less.

高温強度の観点から、上記高温長時間時効処理後のγ´相の量を15.0%以上とする。
また、高温強度はγ´相の量(面積率)のみでなく、そのサイズにも影響を受ける。γ´相が小さすぎると、転位がγ´相を簡単に切断するため、γ´相の強化能は低くなる。Ni,Nb,Al,Tiの含有量が少ない場合等、γ´相の析出に時間がかかる場合に、高温長時間時効処理後もγ´相が小さくなる。一方、γ´相が大きすぎることは、γ´相の数が少ないことと同義であるので、合金板の高温強度は低くなる。したがって、高温長時間時効処理後のγ´相は、平均円相当径で30nm以上、70nm以下とする。
また、結晶粒界や転位上にはγ´相以外の非強化相が析出する場合がある。Laves相に代表されるこれらの非強化相は、高温強度に寄与しないばかりか、その周囲にγ´相が欠落した無析出帯を形成し、高温強度を劣化させる場合がある。したがって、γ´相以外の析出物の面積率は5.0%以下とする。
From the viewpoint of high temperature strength, the amount of the γ'phase after the high temperature long-term aging treatment is 15.0% or more.
Further, the high temperature strength is affected not only by the amount (area ratio) of the γ'phase, but also by its size. When the γ'phase is too small, the dislocation easily cuts the γ'phase, so that the strengthening ability of the γ'phase becomes low. When it takes time to precipitate the γ ′ phase, such as when the content of Ni, Nb, Al, and Ti is small, the γ ′ phase becomes small even after the high temperature long-term aging treatment. On the other hand, the fact that the γ'phase is too large has the same meaning as the number of γ'phases is small, so the high temperature strength of the alloy sheet becomes low. Therefore, the γ ′ phase after the high temperature long-time aging treatment has an average equivalent circle diameter of 30 nm or more and 70 nm or less.
In addition, non-strengthened phases other than the γ'phase may be precipitated on the grain boundaries and dislocations. These non-strengthened phases represented by the Laves phase may not contribute to the high temperature strength, but may form a precipitation-free zone around which the γ'phase is lacking and deteriorate the high temperature strength. Therefore, the area ratio of the precipitate other than the γ'phase is set to 5.0% or less.

750℃で100時間時効後のγ´相の面積率、γ´相の平均円相当径、γ´相以外の析出相の面積率は以下の方法で求める。
750℃で100時間時効後の合金板の、圧延方向に平行な断面を研磨し、研磨面を王水でエッチングし、FE−SEMと同設備に付帯されるEDSで観察、分析する。結晶粒内に均一に析出している微細な球状の析出物をγ´相とし、一方で、結晶粒界、結晶粒内に析出し、粗大、且つ合金板の化学組成よりもFe、Crが多量に含まれている析出物をγ´相以外の析出物として分類する。FE−SEMで撮影した写真から、線分法でγ´相の面積率、γ´相以外の析出物の面積率を算出する。微細な球状の析出物とは、概ね、円相当直径で100nm以下、アスペクト比が2.0以下の析出物を指す。
また、1つのサンプルに対して、50個以上のγ´相について、画像解析ソフトを用いてその面積を求め、その面積と同じ面積を持つ円の直径を算出し、その平均を円相当径(円相当直径)として見積もる。
The area ratio of the γ ′ phase after aging at 750 ° C. for 100 hours, the average equivalent circle diameter of the γ ′ phase, and the area ratio of the precipitated phases other than the γ ′ phase are determined by the following methods.
The cross section parallel to the rolling direction of the alloy plate after aging at 750 ° C. for 100 hours is polished, the polished surface is etched with aqua regia, and observed and analyzed by EDS attached to the same equipment as FE-SEM. The fine spherical precipitates that are uniformly precipitated in the crystal grains are the γ'phase, while they are precipitated in the crystal grain boundaries and in the crystal grains and are coarser, and Fe and Cr are more than the chemical composition of the alloy plate. The precipitate contained in a large amount is classified as a precipitate other than the γ'phase. From the photograph taken by FE-SEM, the area ratio of the γ'phase and the area ratio of the precipitates other than the γ'phase are calculated by the line segment method. A fine spherical precipitate generally means a precipitate having an equivalent circle diameter of 100 nm or less and an aspect ratio of 2.0 or less.
For one sample, the area of 50 or more γ'phases is calculated using image analysis software, the diameter of a circle having the same area as that area is calculated, and the average is calculated as the equivalent circle diameter ( Estimate as circle equivalent diameter).

上記本実施形態に係る合金板を加工することによってガスケットを形成することができる。例えば本実施形態に係る合金板から、打ち抜きや切り出しなどの手段によってガスケットの外形を形成した上で、ビードと呼ばれる段差部を形成してガスケットとする。このようにして得られたガスケットは、750℃で100時間の高温長時間時効処理後も、高い高温強度が維持できる。   A gasket can be formed by processing the alloy plate according to the present embodiment. For example, the outer shape of the gasket is formed from the alloy plate according to the present embodiment by means such as punching or cutting, and then a step portion called a bead is formed to obtain a gasket. The gasket thus obtained can maintain high high-temperature strength even after high-temperature long-term aging treatment at 750 ° C. for 100 hours.

<製造方法>
次に、本実施形態に係る合金板の製造方法について説明する。
本実施形態に係る合金板は、以下の方法によって製造することができる。
(i)上述した化学組成を有し、圧延加工された合金素材を、1050〜1200℃、30秒〜600秒で溶体化熱処理する第1の工程と、板厚減少率5%以上、45%以下で仕上げ冷延する第2の工程とを含む方法。
または、
(ii)上述した化学組成を有し、圧延加工された合金素材を、1050〜1200℃、30秒〜600秒で溶体化熱処理する第3の工程と、700〜850℃、30秒〜600秒で時効処理する第4の工程と、第3の工程の後かつ第4の工程の前に、任意に板厚減少率45%以下で仕上げ冷延する第5の工程とを含む方法。
<Manufacturing method>
Next, a method for manufacturing the alloy plate according to this embodiment will be described.
The alloy plate according to this embodiment can be manufactured by the following method.
(I) A first step of solution heat treating the rolled alloy material having the above-described chemical composition at 1050 to 1200 ° C. for 30 seconds to 600 seconds, and a plate thickness reduction rate of 5% or more, 45% A second step of finish cold rolling below.
Or
(Ii) The third step of solution heat treating the rolled alloy material having the above-mentioned chemical composition at 1050 to 1200 ° C for 30 seconds to 600 seconds, and 700 to 850 ° C for 30 seconds to 600 seconds. A method including a fourth step of aging treatment according to 1., and a fifth step of finishing cold-rolling at a sheet thickness reduction rate of 45% or less after the third step and before the fourth step.

以下、各工程について説明する。
<製造方法(i)について>
[圧延加工された合金素材を、1050℃〜1200℃、30秒から600秒で溶体化熱処理する第1の工程]
本実施形態に係る合金板を得るための素材は多くの合金元素を含み、製造過程で様々な化合物が析出する。そのため、本実施形態に係る合金板のようなミクロ組織を得るためには、一度析出物を母相に溶け込ませる溶体化熱処理が必要となる。また、この溶体化処理は、析出物を溶け込ませるという役割に加え、平均結晶粒径を大きくすることも考慮した条件にする必要がある。そのため、温度を1050℃以上で、かつ30秒以上の溶体化処理とする。これにより、耐熱合金薄板の平均結晶粒径を20μm以上とすることができる。
一方、溶体化処理温度が高すぎたり、処理時間が長すぎたりするとコストの増加を招く。したがって、溶体化熱処理温度は1200℃以下、時間は600秒以下とする。溶体化処理後は、500℃以下まで10℃/秒以上の平均冷却速度で冷却することが好ましい。
Hereinafter, each step will be described.
<About manufacturing method (i)>
[First step of solution heat treating the rolled alloy material at 1050 to 1200 ° C. for 30 to 600 seconds]
The material for obtaining the alloy plate according to the present embodiment contains many alloy elements, and various compounds are precipitated during the manufacturing process. Therefore, in order to obtain a microstructure such as the alloy plate according to this embodiment, solution heat treatment for once dissolving the precipitate in the matrix is necessary. In addition, the solution treatment must be made under the condition of increasing the average crystal grain size in addition to the role of dissolving the precipitate. Therefore, the solution treatment is performed at a temperature of 1050 ° C. or higher for 30 seconds or longer. Thereby, the average crystal grain size of the heat-resistant alloy thin plate can be set to 20 μm or more.
On the other hand, if the solution heat treatment temperature is too high or the treatment time is too long, the cost will increase. Therefore, the solution heat treatment temperature is 1200 ° C. or lower and the time is 600 seconds or shorter. After the solution treatment, it is preferable to cool to 500 ° C. or less at an average cooling rate of 10 ° C./sec or more.

[板厚減少率5%以上、45%以下で仕上げ冷延する第2の工程]
本実施形態に係る合金板は、板厚調整や強度調整のために、仕上げ冷延を施す。結晶粒内の非強化相は、転位を核生成サイトとして析出するので、仕上げ冷延後の時効処理によって結晶粒内にγ´相以外の非強化相が析出し、本来の特性を損なう場合がある。そのため、仕上げ冷延での板厚減少率(圧下率)を小さくすることにより、仕上げ冷延後の結晶粒内における転位の量を低減し、高温長時間時効における非強化相の析出を抑制する。板厚減少率の低減は、前述のように、結晶粒のアスペクト比を小さくし、非強化相の析出サイトとなる結晶粒界の面積を小さくする効果もある。
アスペクト比を1.0〜3.0、γ´相の面積率を15.0%以下とし、750℃、100時間時効後にγ´相以外の析出相を5.0%以下まで抑制し、γ´相の面積率を15.0%以上確保できるような組織とする観点から、仕上げ冷延での板厚減少率を45%以下とする。望ましくは、40%以下とする。仕上げ冷延の工程内で冷延を分割して中間焼鈍を行うことはしない。また、仕上げ冷延率が高いと、転位密度が増加し、原子の拡散が促進されるため、γ´相の粒成長が促進される。γ´相の粗大化は高温強度の低下につながるので、この観点からも仕上げ冷延率は45%以下、望ましくは、40%以下とする。
[Second step of finish cold rolling at a sheet thickness reduction rate of 5% or more and 45% or less]
The alloy plate according to the present embodiment is subjected to finish cold rolling in order to adjust the plate thickness and the strength. The non-strengthened phase in the crystal grains precipitates dislocations as nucleation sites, so non-strengthened phases other than the γ ′ phase are precipitated in the crystal grains by the aging treatment after finish cold rolling, which may impair the original properties. is there. Therefore, by reducing the sheet thickness reduction rate (rolling reduction rate) in finish cold rolling, the amount of dislocations in the crystal grains after finish cold rolling is reduced, and the precipitation of non-strengthened phases during high temperature long time aging is suppressed. . As described above, the reduction of the plate thickness reduction rate also has the effect of reducing the aspect ratio of the crystal grains and the area of the crystal grain boundaries serving as precipitation sites for the non-strengthened phase.
The aspect ratio is 1.0 to 3.0, the area ratio of the γ ′ phase is 15.0% or less, and the precipitation phase other than the γ ′ phase is suppressed to 5.0% or less after aging at 750 ° C. for 100 hours. The sheet thickness reduction rate in finish cold rolling is set to 45% or less from the viewpoint of forming a structure capable of ensuring an area ratio of the 1'phase of 15.0% or more. It is preferably 40% or less. The intermediate annealing is not performed by dividing the cold rolling in the finish cold rolling step. Further, when the finish cold rolling rate is high, the dislocation density is increased and the diffusion of atoms is promoted, so that the grain growth of the γ ′ phase is promoted. Since the coarsening of the γ'phase leads to a decrease in high-temperature strength, the finish cold rolling rate is also 45% or less, and preferably 40% or less, also from this viewpoint.

一方、本実施形態に係る合金板は、高温環境に保持されることによってγ´相が析出し、これによって室温強度、高温強度が高く維持される。しかしながら、ガスケットとして使用される場合の使用開始直後においては、金属板にγ´相を析出させない場合、必要な強度をγ´相を析出させる以外の手段で確保する必要がある。
仕上げ冷延の加工硬化を活用することで、高温時効前の室温での強度(0.2%耐力)を確保できる。仕上げ冷延率が低いと高温時効後の高温強度には有利であるものの、高温時効前の室温での強度が不足する場合がある。そのため、時効処理を行わない場合、仕上げ圧延の板厚減少率は5%以上とする。仕上げ圧延の板厚減少率は10%以上とすることが好ましい。
On the other hand, in the alloy plate according to the present embodiment, the γ'phase is precipitated by being kept in a high temperature environment, whereby the room temperature strength and the high temperature strength are maintained high. However, when the γ ′ phase is not deposited on the metal plate immediately after the start of use in the case of being used as a gasket, it is necessary to secure the necessary strength by means other than depositing the γ ′ phase.
By utilizing the work hardening of finish cold rolling, it is possible to secure the strength (0.2% yield strength) at room temperature before high temperature aging. When the finish cold rolling ratio is low, it is advantageous for high temperature strength after high temperature aging, but the strength at room temperature before high temperature aging may be insufficient. Therefore, when the aging treatment is not performed, the sheet thickness reduction rate of finish rolling is set to 5% or more. The plate thickness reduction rate of finish rolling is preferably 10% or more.

<製造方法(ii)について>
[圧延加工された合金素材を1050〜1200℃、30秒〜600秒で溶体化熱処理する第3の工程]
本実施形態に係る合金板を得るための素材は多くの合金元素を含み、製造過程で様々な化合物が析出する。そのため、上記のような750℃、100時間時効後に適切なミクロ組織を得るためには、一度析出物を母相に溶け込ませる溶体化熱処理が必要となる。この溶体化処理は、析出物を溶け込ませるという役割に加え、平均結晶粒径を大きくすることも考慮した条件にする必要がある。そのため、温度を1050℃以上で、かつ30秒以上の溶体化処理とする。これにより、耐熱合金薄板の平均結晶粒径を20μm以上とすることができる。一方、溶体化処理温度が高すぎたり、処理時間が長すぎたりするとコストの増加を招く。したがって、溶体化熱処理温度は1200℃以下、時間は600秒以下とする。溶体化処理後は、500℃以下まで10℃/秒以上の平均冷却速度で冷却することが好ましい。
<About manufacturing method (ii)>
[Third step of solution heat treating the rolled alloy material at 1050 to 1200 ° C. for 30 to 600 seconds]
The material for obtaining the alloy plate according to the present embodiment contains many alloy elements, and various compounds are precipitated during the manufacturing process. Therefore, in order to obtain an appropriate microstructure after aging at 750 ° C. for 100 hours as described above, solution heat treatment for once dissolving the precipitate in the mother phase is necessary. This solution treatment needs to have a condition that the average crystal grain size is increased in addition to the role of dissolving the precipitate. Therefore, the solution treatment is performed at a temperature of 1050 ° C. or higher for 30 seconds or longer. Thereby, the average crystal grain size of the heat-resistant alloy thin plate can be set to 20 μm or more. On the other hand, if the solution heat treatment temperature is too high or the treatment time is too long, the cost will increase. Therefore, the solution heat treatment temperature is 1200 ° C. or lower and the time is 600 seconds or shorter. After the solution treatment, it is preferable to cool to 500 ° C. or less at an average cooling rate of 10 ° C./sec or more.

[700〜850℃、30秒〜600秒で時効処理する第4の工程]
仕上げ冷延の加工硬化を活用することで、高温長時間時効前の室温での強度(0.2%耐力)を確保できる。一方で、仕上げ冷延を行うことで、転位が導入され、非強化相の析出サイトが増加する。そのため、転位の導入をより抑制する場合には、仕上げ冷延を必須としない製造方法とすることが好ましい。
仕上げ冷延を行わない場合には、室温での0.2%耐力が確保できないおそれがあるが、仕上げ冷延を行わない場合でも、短時間の時効処理を行い、少量のγ´相を析出させることで、室温での0.2%耐力を確保できる。
そのため、仕上げ冷延を必須としない本実施形態に係る合金板の製造方法では、第3の工程の後に、700〜850℃で、30秒〜600秒保持する時効処理を行う。
時効温度が700℃未満である、または時間が30秒未満であると、十分に強度が確保できない。
一方、時効温度が850℃超であると、γ´相が析出しない場合がある。また、時効時間が600秒超である場合には、γ′相が粗大化して十分な強度が得られない場合がある。
[Fourth step of aging treatment at 700 to 850 ° C. for 30 to 600 seconds]
By utilizing the work hardening of finish cold rolling, the strength (0.2% yield strength) at room temperature before high temperature long time aging can be secured. On the other hand, by performing finish cold rolling, dislocations are introduced and the precipitation sites of the non-strengthened phase increase. Therefore, in order to further suppress the introduction of dislocations, it is preferable to use a manufacturing method that does not require finish cold rolling.
If finish cold rolling is not performed, 0.2% proof stress at room temperature may not be secured, but even if finish cold rolling is not performed, a short aging treatment is performed to precipitate a small amount of γ'phase. By doing so, 0.2% proof stress at room temperature can be secured.
Therefore, in the method for manufacturing an alloy sheet according to the present embodiment, which does not require finish cold rolling, an aging treatment of holding at 700 to 850 ° C for 30 seconds to 600 seconds is performed after the third step.
If the aging temperature is less than 700 ° C. or the time is less than 30 seconds, sufficient strength cannot be secured.
On the other hand, if the aging temperature is higher than 850 ° C, the γ'phase may not be precipitated in some cases. If the aging time is longer than 600 seconds, the γ'phase may be coarsened and sufficient strength may not be obtained.

[板厚減少率45%以下で仕上げ冷延する第5の工程]
第4の工程を行うことで、室温の0.2%耐力が400MPa以上を確保できるので、仕上げ冷延を行う必要はないが、さらに室温の0.2%耐力を高めたい場合には、第3の工程と第4の工程との間に、板厚減少率45%以下で仕上げ冷延を行ってもよい。仕上げ冷延率が高いと、転位密度が増加し、原子の拡散が促進されるので、γ´相の粒成長が促進される。γ´相の粗大化は高温強度の低下につながるので、仕上げ冷延率は45%以下、望ましくは、40%以下とする。
[Fifth step of finish cold rolling at a sheet thickness reduction rate of 45% or less]
By performing the fourth step, the 0.2% proof stress at room temperature can be secured at 400 MPa or more, so it is not necessary to perform finish cold rolling, but if it is desired to further increase the 0.2% proof stress at room temperature, Between the step 3 and the fourth step, finish cold rolling may be performed at a sheet thickness reduction rate of 45% or less. When the finish cold rolling rate is high, the dislocation density increases and the diffusion of atoms is promoted, so that the grain growth of the γ ′ phase is promoted. Since coarsening of the γ'phase leads to a decrease in high temperature strength, the finish cold rolling rate is 45% or less, and preferably 40% or less.

上記第1の工程、または第3の工程に至るまでの製造工程については、通常の合金板の製造方法を用いることができる。即ち、製錬工程で所定の成分に調整された合金を、連続鋳造をはじめとする鋳造工程で鋳造して鋳片とし、鋳片を熱延前加熱炉で加熱した上で熱間圧延を行う。熱間圧延の前には熱間鍛造をしてもよい。また、熱間圧延後の合金板については、熱延後焼鈍を行っても行わなくてもよい。このようにして製造した熱延板について、冷間圧延(中間冷延)を行う。中間冷延を複数回に分け、各中間冷延の間に中間焼鈍を行ってもよい。このようにして製造した中間冷延板を対象として、上記第1の工程、または第3の工程の溶体化熱処理を実施する。   For the manufacturing steps up to the first step or the third step, a usual alloy plate manufacturing method can be used. That is, an alloy adjusted to a predetermined composition in the smelting process is cast into a slab by a casting process including continuous casting, and the slab is heated in a pre-hot rolling heating furnace and then hot-rolled. . Hot forging may be performed before hot rolling. Further, the alloy sheet after hot rolling may or may not be annealed after hot rolling. Cold rolling (intermediate cold rolling) is performed on the hot-rolled sheet thus manufactured. Intermediate cold rolling may be divided into a plurality of times, and intermediate annealing may be performed between each intermediate cold rolling. The solution heat treatment of the first step or the third step is performed on the intermediate cold-rolled sheet thus manufactured.

以下、実施例を参照しながら、本発明を具体的に説明する。
<実施例1>
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples.
<Example 1>

まず、表1の化学組成を有する25kgの鋳塊を溶製した。ここで、AからPは本発明の規定を満たす成分、QからWは本発明を満足しない成分である。本発明範囲から外れる数値に下線を付している。
これら鋳塊を熱間鍛造により厚さ40mmにした後、熱間圧延を行って板厚5mmの熱延板を得た。この熱延板に、焼鈍、冷延を施すことで種々の板厚の中間冷延板にした。この中間冷延板に表2に示す条件で溶体化処理、仕上げ冷延(冷間圧延)を施した。中間冷延板の板厚を変えることで、仕上げ冷延板の板厚はいずれも0.20mmとした。
First, a 25 kg ingot having the chemical composition shown in Table 1 was melted. Here, A to P are components that satisfy the requirements of the present invention, and Q to W are components that do not satisfy the present invention. Numerical values outside the scope of the present invention are underlined.
These ingots were hot-forged to have a thickness of 40 mm and then hot-rolled to obtain a hot-rolled sheet having a sheet thickness of 5 mm. The hot rolled sheet was annealed and cold rolled to obtain intermediate cold rolled sheets having various sheet thicknesses. This intermediate cold-rolled sheet was subjected to solution heat treatment and finish cold rolling (cold rolling) under the conditions shown in Table 2. By changing the plate thickness of the intermediate cold-rolled sheet, the plate thickness of the finish cold-rolled sheet was set to 0.20 mm.

この仕上げ冷延板のL断面が観察面となるように金属板からサンプルを採取し、観察面を表面研磨及び王水でエッチングし、光学顕微鏡で観察、撮影し、求積法によりオーステナイト相の平均結晶粒径を算出した。
また、同サンプルに対し、光学顕微鏡にて、観察面積が400000μm以上となるように金属組織を観察した。観察された各結晶粒の長軸の長さL1と短軸の長さL2とからアスペクト比(L1/L2)を求め、これらを平均してアスペクト比を算出した。
A sample was taken from the metal plate so that the L cross section of this finish cold-rolled sheet would be the observation surface, the observation surface was surface-polished and etched with aqua regia, observed with an optical microscope, photographed, and the austenite phase was observed by the quadrature method. The average crystal grain size was calculated.
Further, the metal structure of the same sample was observed with an optical microscope so that the observation area was 400000 μm 2 or more. The aspect ratio (L1 / L2) was determined from the length L1 of the major axis and the length L2 of the minor axis of each observed crystal grain, and these were averaged to calculate the aspect ratio.

また、高温長時間時効処理前の合金板において、以下の方法で、室温の0.2%耐力を求めた。
室温における0.2%耐力は、試験片の長手方向が圧延方向と平行になるように採取したJISZ2241:2011に規定される13B号引張試験を用いて、標点間距離の変化量が3mm/minとなるように引張荷重を付与する条件で引張試験を行うことで得た。
Further, 0.2% proof stress at room temperature was obtained by the following method in the alloy plate before high temperature long time aging treatment.
The 0.2% proof stress at room temperature was determined by using the No. 13B tensile test specified in JIS Z2241: 2011, which was taken so that the longitudinal direction of the test piece was parallel to the rolling direction, and the amount of change in gauge length was 3 mm / It was obtained by conducting a tensile test under the condition that a tensile load is applied so as to be min.

また、高温長時間時効処理前の合金板において、以下の方法でγ´相の面積率を求めた。
高温長時間時効処理前の合金板の圧延方向に平行断面を研磨し、王水でエッチングし、FE−SEMと同設備に付帯されるEDSで観察、分析した。結晶粒内に均一に析出している円相当直径で100nm以下、アスペクト比が2以下の析出物をγ´相とした。また、結晶粒界、結晶粒内に析出し、粗大、且つ合金板の化学組成よりもFe、Crが多量に含まれている析出物をγ´相以外の析出物とした。FE−SEMで撮影した写真から、線分法でγ´相の面積率を算出した。
In addition, the area ratio of the γ'phase was determined by the following method in the alloy plate before the high temperature long time aging treatment.
A cross section parallel to the rolling direction of the alloy sheet before high temperature long time aging treatment was polished, etched with aqua regia, and observed and analyzed by EDS attached to the same equipment as FE-SEM. A γ'phase is a precipitate having a circle-equivalent diameter of 100 nm or less and an aspect ratio of 2 or less, which is uniformly precipitated in the crystal grains. In addition, the precipitates that were precipitated in the crystal grain boundaries and in the crystal grains, were coarse, and contained Fe and Cr in a larger amount than the chemical composition of the alloy plate were defined as precipitates other than the γ'phase. The area ratio of the γ'phase was calculated by the line segment method from the photograph taken by the FE-SEM.

さらに、上記の仕上げ冷延板に大気炉で750℃、100時間の時効処理(高温長時間時効処理)を施した。この高温長時間時効処理前の合金板において、以下の方法でγ´相の面積率、γ´相以外の析出物の面積率を求めた。
時効処理後の金属板の圧延方向に垂直断面を研磨し、王水でエッチングし、FE−SEMと同設備に付帯されるEDSで観察、分析し、結晶粒内に均一に析出している円相当直径で100nm以下、アスペクト比が2以下の析出物をγ´相とし、結晶粒界、結晶粒内に析出し、粗大、且つFe、Crが多量に(合金板の化学組成におけるFe、Cr含有量よりも多く)含まれている析出物をγ´相以外の析出物として分類した。FE−SEMで撮影した写真から、線分法でγ´相の面積率、γ´相以外の析出物の面積率を算出した。
また、1つのサンプルに対して、50個以上のγ´相について、画像解析ソフトを用いてその面積を求め、その面積と同じ面積を持つ円の直径を算出し、その平均を円相当径として見積もった。
Furthermore, the finish cold-rolled sheet was subjected to an aging treatment (high temperature long-term aging treatment) at 750 ° C. for 100 hours in an atmospheric furnace. The area ratio of the γ'phase and the area ratio of the precipitates other than the γ'phase in the alloy plate before the high temperature long-time aging treatment were determined by the following methods.
A circle perpendicular to the rolling direction of the metal plate after aging treatment is polished, etched with aqua regia, and observed and analyzed by EDS attached to the same equipment as FE-SEM. Precipitates having an equivalent diameter of 100 nm or less and an aspect ratio of 2 or less are defined as γ'phases and are precipitated in the grain boundaries and in the crystal grains, and are coarse and have a large amount of Fe and Cr (Fe, Cr in the chemical composition of the alloy plate). The precipitate contained (more than the content) was classified as a precipitate other than the γ'phase. The area ratio of the γ'phase and the area ratio of the precipitate other than the γ'phase were calculated by the line segment method from the photograph taken by the FE-SEM.
For one sample, the area of 50 or more γ'phases was calculated using image analysis software, the diameter of a circle having the same area as that area was calculated, and the average was taken as the equivalent circle diameter. I estimated.

さらに、750℃、100時間の時効処理を施した合金板を、750℃の高温引張試験に供し、750℃における高温0.2%耐力を測定した。750℃、100時間の時効処理後の750℃における高温0.2%耐力が380MPa以上であれば、高温長時間時効処理後にも十分な高温強度が確保できていると判断した。   Further, the alloy plate that had been subjected to an aging treatment at 750 ° C. for 100 hours was subjected to a high temperature tensile test at 750 ° C., and the high temperature 0.2% proof stress at 750 ° C. was measured. When the high temperature 0.2% proof stress at 750 ° C. after aging treatment at 750 ° C. for 100 hours was 380 MPa or more, it was judged that sufficient high temperature strength could be secured even after the high temperature long time aging treatment.

Figure 2019189576
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Figure 2019189576
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表2の合金板No.1〜21が本発明の規定を満足する発明例、No.22〜32が本発明の規定を満たさない比較例である。   Alloy plate No. of Table 2 Invention examples Nos. 1 to 21 satisfying the requirements of the present invention, No. 22 to 32 are comparative examples that do not satisfy the requirements of the present invention.

発明例1〜21はいずれも、高温長時間時効後の高温強度(0.2%耐力)が380MPa以上と良好な品質を確保することができた。また、板厚減少率5%以上の仕上げ冷延を行い、そのまま耐熱合金板としているので、時効処理前の室温強度(0.2%耐力)についても、いずれも400MPa以上であった。   In each of Inventive Examples 1 to 21, good quality with high temperature strength (0.2% proof stress) after aging at high temperature for a long time of 380 MPa or more could be secured. Further, since the finish cold-rolling with a plate thickness reduction rate of 5% or more was performed as it was as a heat-resistant alloy plate, the room temperature strength (0.2% proof stress) before aging treatment was 400 MPa or more in all cases.

一方、比較例22は、合金の組成は本発明の規定を満足するものの、溶体化処理の温度が低く、時間が短かった。その結果、オーステナイト相の平均結晶粒径が小さく、時効後に非強化相が多量に析出し、強化相であるγ´相の量が少なかった。その結果、高温長時間時効後の高温0.2%耐力が低かった。
比較例23、24は、合金の組成は本発明の規定を満足するものの、仕上げ冷延率が大きかった。その結果、アスペクト比が3.0を超えた。その結果、時効後に非強化相が多量に析出し、高温長時間時効後に強化相であるγ´相が少なかった。また、比較例24は、仕上げ冷延率が大きく、転位密度が高かったので、原子の拡散が速く、高温長時間時効後にγ´相が粗大化していた。その結果、高温長時間時効後の高温0.2%耐力が低かった。
On the other hand, in Comparative Example 22, although the composition of the alloy satisfied the requirements of the present invention, the solution treatment temperature was low and the time was short. As a result, the average grain size of the austenite phase was small, a large amount of the non-reinforced phase was precipitated after aging, and the amount of the γ ′ phase that was the strengthened phase was small. As a result, the 0.2% proof stress at high temperature after aging at high temperature for a long time was low.
In Comparative Examples 23 and 24, the alloy compositions satisfied the regulations of the present invention, but the finish cold rolling rate was large. As a result, the aspect ratio exceeded 3.0. As a result, a large amount of non-reinforcing phase was precipitated after aging, and the γ'phase, which is a strengthening phase, was few after aging at high temperature for a long time. Further, in Comparative Example 24, the finish cold rolling rate was high and the dislocation density was high, so that the diffusion of atoms was fast and the γ ′ phase was coarsened after aging at high temperature for a long time. As a result, the 0.2% proof stress at high temperature after aging at high temperature for a long time was low.

比較例25は、合金中のC含有量が多かった。そのため、製造段階からNb、Tiの炭化物が生成し、高温長時間時効後に強化相であるγ´相の生成量が少なかった。その結果、高温長時間時効後の高温0.2%耐力が低かった。
比較例26は、合金中のCr含有量が多かった。そのため、時効後にσ相などの非強化相が多量に析出し、高温長時間時効後に強化相であるγ´相の生成量が少なかった。その結果、高温長時間時効後の高温0.2%耐力が低かった。
比較例27は、合金中のNi含有量が少なかった。そのため、時効後に強化相であるγ´相の析出が極めて少なかった。その結果、高温長時間時効後の高温0.2%耐力が低かった。
比較例28は、合金中のN含有量が多かった。そのため、製造段階からAl、Nb、の窒化物が生成し、高温長時間時効後に強化相であるγ´相の生成量が少なかった。その結果、高温長時間時効後の高温0.2%耐力が低かった。
比較例29は、合金中のV含有量が多かった。その結果、製造段階から粗大なV炭化物、V窒化物が生成し、高温長時間時効後に強化相であるγ´相の生成量が少なかった。その結果、高温長時間時効後の高温0.2%耐力が低かった。
比較例30は、合金中のNb含有量が少なかった。そのため、高温長時間時効後にγ´相が極めて少なかった。また、γ´相のサイズも小かった。その結果、高温長時間時効後の高温0.2%耐力が低かった。
比較例31は、合金中のAl含有量が少なかった。そのため、高温長時間時効後にγ´相が少なかった。その結果、高温長時間時効後の高温0.2%耐力が低かった。
比較例32は、合金の組成は本発明の規定を満足するものの溶体化温度が低すぎてオーステナイト相の平均結晶粒径が小さくなり、製造中に析出したγ´が再固溶せずに時効前の合金板に残存した。その結果、高温長時間時効中にγ´が粗大化すると共に非強化相が析出し、高温0.2%耐力が低かった。
Comparative Example 25 had a large C content in the alloy. Therefore, carbides of Nb and Ti were generated from the manufacturing stage, and the amount of the γ ′ phase, which is a strengthening phase, was small after aging at high temperature for a long time. As a result, the 0.2% proof stress at high temperature after aging at high temperature for a long time was low.
Comparative Example 26 had a high Cr content in the alloy. Therefore, a large amount of non-reinforcing phase such as σ phase was precipitated after aging, and the amount of γ ′ phase that was a strengthening phase was small after aging at high temperature for a long time. As a result, the 0.2% proof stress at high temperature after aging at high temperature for a long time was low.
In Comparative Example 27, the Ni content in the alloy was small. Therefore, the precipitation of the γ ′ phase, which is the strengthening phase, was extremely small after aging. As a result, the 0.2% proof stress at high temperature after aging at high temperature for a long time was low.
Comparative Example 28 had a large N content in the alloy. Therefore, nitrides of Al and Nb were generated from the manufacturing stage, and the amount of the γ'phase, which is a strengthening phase, was small after aging at high temperature for a long time. As a result, the 0.2% proof stress at high temperature after aging at high temperature for a long time was low.
Comparative Example 29 had a large V content in the alloy. As a result, coarse V carbides and V nitrides were produced from the manufacturing stage, and the amount of the γ'phase, which is the strengthening phase, was small after the aging at high temperature for a long time. As a result, the 0.2% proof stress at high temperature after aging at high temperature for a long time was low.
Comparative Example 30 had a small Nb content in the alloy. Therefore, the γ'phase was extremely small after aging at high temperature for a long time. The size of the γ'phase was also small. As a result, the 0.2% proof stress at high temperature after aging at high temperature for a long time was low.
Comparative Example 31 had a small Al content in the alloy. Therefore, the γ'phase was small after aging at high temperature for a long time. As a result, the 0.2% proof stress at high temperature after aging at high temperature for a long time was low.
In Comparative Example 32, the composition of the alloy satisfies the requirements of the present invention, but the solution temperature is too low, the average crystal grain size of the austenite phase becomes small, and γ'precipitated during the production does not re-dissolve and is aged. It remained on the previous alloy plate. As a result, γ ′ was coarsened during high temperature long time aging, a non-reinforced phase was precipitated, and the high temperature 0.2% proof stress was low.

以上のように、比較例22〜32はいずれも、合金板の組織または化学組成が本発明を外れていた。また、その結果、高温長時間時効処理後のγ´相の量が少なく、高温長時間時効処理後の高温強度が本発明の目標に達しなかった。   As described above, in Comparative Examples 22 to 32, the structure or chemical composition of the alloy plate was outside the scope of the present invention. Further, as a result, the amount of the γ'phase after the high temperature long time aging treatment was small, and the high temperature strength after the high temperature long time aging treatment did not reach the target of the present invention.

<実施例2>
表1の合金No.Aの成分を有する鋳塊を熱間鍛造により厚さ40mmにした後、熱間圧延を行って板厚5mmの熱延板を得た。この熱延板に、焼鈍、冷延を施すことで種々の板厚の中間冷延板にした。この中間冷延板に表3に示す条件で溶体化処理、及び一部の合金板には仕上げ冷延(冷間圧延)を施した。仕上げ冷延板の板厚はいずれも0.20mmとなるようにした。
さらに一部の合金板については、表3に示す条件で時効処理(短時間時効処理)を行った。
<Example 2>
Alloy No. of Table 1 The ingot having the component A was hot-forged to a thickness of 40 mm and then hot-rolled to obtain a hot-rolled sheet having a sheet thickness of 5 mm. The hot rolled sheet was annealed and cold rolled to obtain intermediate cold rolled sheets having various sheet thicknesses. This intermediate cold-rolled sheet was subjected to solution treatment under the conditions shown in Table 3, and some alloy sheets were subjected to finish cold rolling (cold rolling). The thickness of the finished cold-rolled sheet was 0.20 mm.
Further, some of the alloy sheets were subjected to an aging treatment (short-time aging treatment) under the conditions shown in Table 3.

得られた合金板について、実施例1と同じ方法で、オーステナイト相の平均結晶粒径、室温の0.2%耐力、γ′相の面積率、アスペクト比(L1/L2)を求めた。   With respect to the obtained alloy plate, the average crystal grain size of the austenite phase, the 0.2% proof stress at room temperature, the area ratio of the γ'phase, and the aspect ratio (L1 / L2) were determined in the same manner as in Example 1.

さらに、上記の仕上げ冷延板または短時間時効処理後の金属板に、大気炉で750℃、100時間の時効処理(高温長時間時効処理)を施した。   Furthermore, the finish cold-rolled sheet or the metal sheet after the short-time aging treatment was subjected to an aging treatment (high-temperature long-time aging treatment) at 750 ° C. for 100 hours in an atmospheric furnace.

高温長時間時効処理後の金属板について、実施例1と同じ方法でγ´相の面積率、γ´相以外の析出物の面積率を算出した。また、1つのサンプルに対して、50個以上のγ´相について、画像解析ソフトを用いてその面積を求め、その面積と同じ面積を持つ円の直径を算出し、その平均を円相当径として見積もった。さらに、750℃の高温引張試験に供し、750℃における高温0.2%耐力を測定した。   The area ratio of the γ ′ phase and the area ratio of precipitates other than the γ ′ phase were calculated in the same manner as in Example 1 for the metal plate after the high temperature and long time aging treatment. For one sample, the area of 50 or more γ'phases was calculated using image analysis software, the diameter of a circle having the same area as that area was calculated, and the average was taken as the equivalent circle diameter. I estimated. Further, it was subjected to a high temperature tensile test at 750 ° C. and the high temperature 0.2% proof stress at 750 ° C. was measured.

結果を表3に示す。
発明例である合金板No.X1〜X4については、本発明の第3の工程(溶体化熱処理)と、その後の第4の工程(短時間時効処理)を行っており、いずれも、室温0.2%耐力が400MPa以上と良好であった。また、高温0.2%耐力も380MPa以上と高かった。
合金板No.X1は第5の工程(仕上げ冷延)を行わず、合金板No.X2は第5の工程(仕上げ冷延)における板厚減少率が4%と少ないが、第4の工程による析出硬化で室温強度が確保された。
The results are shown in Table 3.
Inventive alloy plate No. Regarding X1 to X4, the third step (solution heat treatment) of the present invention and the subsequent fourth step (short-time aging treatment) are performed, and both have room temperature 0.2% proof stress of 400 MPa or more. It was good. The high temperature 0.2% proof stress was as high as 380 MPa or more.
Alloy plate No. The alloy plate No. X1 was not subjected to the fifth step (finish cold rolling). Although X2 had a small reduction rate of plate thickness in the fifth step (finish cold rolling) of 4%, room temperature strength was secured by precipitation hardening in the fourth step.

一方、比較例である合金板No.X5は第5の工程(仕上げ冷延)と第4の工程(短時間時効処理)とをともに行わなかった。また、合金板No.X6は第5の工程(仕上げ冷延)の板厚減少率が3%であり、かつ第4の工程(短時間時効処理)を行わなかった。そのため、いずれも室温0.2%耐力が400MPa未満であった。
合金板No.X7は第5の工程(仕上げ冷延)の板厚減少率が3%であり、かつ第4の工程(短時間時効処理)の温度が低かった。また、合金板No.X8は第5の工程(仕上げ冷延)の板厚減少率が3%であり、かつ第4の工程(短時間時効処理)の温度が高かった。そのため、いずれも室温0.2%耐力が400MPa未満であった。
On the other hand, alloy plate No. For X5, neither the fifth step (finish cold rolling) nor the fourth step (short-time aging treatment) was performed. In addition, the alloy plate No. For X6, the sheet thickness reduction rate in the fifth step (finish cold rolling) was 3%, and the fourth step (short-time aging treatment) was not performed. Therefore, the room temperature 0.2% proof stress was less than 400 MPa.
Alloy plate No. For X7, the reduction rate of the plate thickness in the fifth step (finish cold rolling) was 3%, and the temperature in the fourth step (short-time aging treatment) was low. In addition, the alloy plate No. X8 had a plate thickness reduction rate of 3% in the fifth step (finish cold rolling), and had a high temperature in the fourth step (short-time aging treatment). Therefore, the room temperature 0.2% proof stress was less than 400 MPa.

Figure 2019189576
Figure 2019189576

本発明の合金板は、排気系ガスケット等に使用され、高温に長時間曝された場合でも、十分な高温強度が確保される。そのため、本発明の合金板を用いたガスケットでは、高温長時間使用後でも高温強度が確保される。そのため、産業上の利用可能性が高い。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The alloy sheet of the present invention is used for an exhaust system gasket and the like, and ensures sufficient high temperature strength even when exposed to high temperatures for a long time. Therefore, in the gasket using the alloy plate of the present invention, high temperature strength is ensured even after use at high temperature for a long time. Therefore, it has high industrial applicability.

Claims (6)

質量%で、
C:0.0200%以下、
Si:0.02〜2.00%、
Mn:0.02〜2.00%、
P:0.050%以下、
S:0.0100%以下、
Cr:12.00〜30.00%、
Ni:35.00〜60.00%、
N:0.0200%以下、
V:0.02〜1.00%、
Nb:2.00%超、3.50%以下、
Al:2.60%超、4.00%以下、
Ti:0〜0.80%、
Mo:0〜2.00%、
W:0〜2.00%、
Cu:0〜1.00%、
Co:0〜1.00%、
B:0〜0.0100%、
Zr:0〜0.0100%、
Ca:0〜0.0050%、
Mg:0〜0.0050%、
を含有し、残部が10.00%以上のFe、及び不純物である化学組成を有し、
ミクロ組織が、オーステナイト相を含み、前記オーステナイト相の平均結晶粒径が20μm以上であり、
前記オーステナイト相の結晶粒の、長軸の長さをL1、短軸の長さをL2とするとき、アスペクト比であるL1/L2の平均値が、1.0〜3.0であり、
前記ミクロ組織において、γ´相の面積率が15.0%以下であり、
室温での0.2%耐力が400MPa以上である
ことを特徴とする合金板。
In mass%,
C: 0.0200% or less,
Si: 0.02-2.00%,
Mn: 0.02-2.00%,
P: 0.050% or less,
S: 0.0100% or less,
Cr: 12.00-30.00%,
Ni: 35.00-60.00%,
N: 0.0200% or less,
V: 0.02-1.00%,
Nb: over 2.00%, 3.50% or less,
Al: over 2.60%, 4.00% or less,
Ti: 0 to 0.80%,
Mo: 0-2.00%,
W: 0 to 2.00%,
Cu: 0 to 1.00%,
Co: 0 to 1.00%,
B: 0 to 0.0100%,
Zr: 0 to 0.0100%,
Ca: 0 to 0.0050%,
Mg: 0 to 0.0050%,
And the balance is 10.00% or more of Fe, and a chemical composition that is an impurity,
The microstructure includes an austenite phase, the austenite phase has an average crystal grain size of 20 μm or more,
When the length of the major axis of the crystal grains of the austenite phase is L1 and the length of the minor axis is L2, the average value of the aspect ratio L1 / L2 is 1.0 to 3.0,
In the microstructure, the area ratio of the γ'phase is 15.0% or less,
An alloy plate having a 0.2% proof stress at room temperature of 400 MPa or more.
前記アスペクト比が1.0〜2.0である
ことを特徴とする請求項1に記載の合金板。
The alloy plate according to claim 1, wherein the aspect ratio is 1.0 to 2.0.
750℃で100時間の時効処理を行ったとき、
前記時効処理後のミクロ組織におけるγ´相の面積率が15.0%以上、
前記γ´相の平均円相当径が30nm以上、70nm以下、かつ
γ´相以外の析出相の面積率が5.0%以下である、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の合金板。
When aged at 750 ° C for 100 hours,
The area ratio of the γ'phase in the microstructure after the aging treatment is 15.0% or more,
The average circle equivalent diameter of the γ'phase is 30 nm or more and 70 nm or less, and the area ratio of the precipitation phase other than the γ'phase is 5.0% or less.
The alloy plate according to claim 1 or 2, characterized in that.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の合金板を製造する方法であって、
圧延加工された合金素材を1050〜1200℃で、30秒〜600秒間溶体化熱処理する第1の工程と、
板厚減少率5%以上、45%以下で仕上げ冷延する第2の工程と、
を含む
ことを特徴とする合金板の製造方法。
A method for producing the alloy plate according to any one of claims 1 to 3,
A first step of solution heat treating the rolled alloy material at 1050 to 1200 ° C. for 30 seconds to 600 seconds;
A second step of finish cold rolling at a sheet thickness reduction rate of 5% or more and 45% or less;
A method for manufacturing an alloy plate, comprising:
請求項1〜3のいずれか1項に記載の合金板を製造する方法であって、
圧延加工された合金素材を1050〜1200℃で、30秒〜600秒間溶体化熱処理する第3の工程と、
700〜850℃、30秒〜600秒で時効処理する第4の工程と、
を含む
ことを特徴とする合金板の製造方法。
A method for producing the alloy plate according to any one of claims 1 to 3,
A third step of solution heat treating the rolled alloy material at 1050 to 1200 ° C. for 30 seconds to 600 seconds;
A fourth step of aging treatment at 700 to 850 ° C. for 30 to 600 seconds;
A method for manufacturing an alloy plate, comprising:
前記第3の工程の後かつ前記第4の工程の前に、板厚減少率45%以下の圧下率で仕上げ冷延する第5の工程を含む
ことを特徴とする請求項5に記載の合金板の製造方法。
The alloy according to claim 5, further comprising a fifth step of finish cold rolling at a reduction rate of a sheet thickness reduction rate of 45% or less after the third step and before the fourth step. Method of manufacturing a plate.
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