WO1997046347A1 - Films en alliage de fer pour liaison par diffusion en phase liquide d'un materiau ferreux susceptible de se lier sous atmosphere oxydante - Google Patents

Description

明 細 書 酸化雰囲気中で接合可能な Fe基材料の液相拡散接合用 Fe基合金箔

技術分野

本発明は、 厚鋼板、 鋼管、 棒鋼 （鋼線、 鉄筋を含む） 等の各種鋼 材を含む Fe基材料を接合対象と して、 酸化雰囲気中でかつ低温度で かつ短時間での接合が可能で、 被接合材 （母材） に対して熱影響の 小さい接合が可能な液相拡散接合用 Fe基合金箔に関する ものである o

本発明は、 また、 厚鋼板、 鋼管、 棒鋼 （鋼線、 鉄筋を含む） 等の 各種鋼材を含む Fe基材料を接合対象と して、 酸化雰囲気中での液相 拡散接合を可能と し、 接合強度に優れた接合部を短時間で得るこ と ができる液相拡散接合用 Fe基合金箔に関する ものである。

本発明は、 厚鋼板、 鋼管、 棒鋼 （鋼線、 鉄筋を含む） 等の各種鋼 材を含む Fe基材料を接合対象と して、 酸化雰囲気中でかつ低温度で かつ短時間での接合が可能で、 被接合材 （母材） に対して熱影響の 小さい接合が可能な液相拡散接合用 Fe基合金箔に関する ものである

背景技術

液相拡散接合は、 接合しょう とする材料の間に箔、 粉末、 あるい はメ ッキ等の形態で被接合材ょり も融点の低い共晶組成を有する合 金を介在させて加圧し、 挿入合金 （以下 「イ ンサー トメ タル」 と称 する） の液相線直上の温度に接合部を加熱するこ とによって溶融、 等温凝固させる接合法であり、 固相接合法の 1 種と考えられている 。 この等温凝固は、 液相中の特定元素が被接合材 （母材） 側へ拡散 し、 液相の化学組成が固相線に達する成分へと変化するこ とにより 起こ る。

この液相拡散接合は、 比較的低い加圧力で接合できる こ とから、 従来、 接合による残留応力や、 変形を極力避ける必要のある接合に 用いられ、 また、 溶接の困難な高合金鋼、 耐熱鋼あるいはこれらと 炭素鋼との接合に適用されている。

一方、 炭素鋼からなる一般鋼材どう しの接合手段と しては、 従来 から各種の溶接が主流であり、 液相拡散接合が適用された例は少な い。

液相拡散接合は、 合金組成と して原子％で 0. 50 %以上の C rを含有 する被接合材料の接合に適用されている場合が多い。

この C r含有材料は緻密な酸化 C r (多く の場合 C r ₂ 0 ₃ )皮膜を表面に 形成するために、 耐酸化性、 耐食性が優れているのが特徴である。

したがって、 接合時の加熱によっても当然ながら接合面に酸化皮 膜が形成されるこ と となり、 溶融したィ ンサー トメ タルの漏れが阻 害され、 接合に必要な原子の拡散が著し く 妨げられ、 良好な接合部 を得るこ とは困難であつた。

そのため、 従来、 特開昭 53 - 8 1 458号公報、 特開昭 62 - 34685号公報 、 更に特開昭 62— 227595号公報に見られるように、 何れも液相拡散 接合の際、 雰囲気を真空、 不活性、 も し く は還元性に保たねばなら ず、 接合コス トの著しい上昇を招いていた。

本出願人は、 ステンレス鋼、 高ニッケル基合金、 耐熱合金鋼ある いはこれらの合金鋼を接合対象と して液相拡散接合を適用する場合 において、 大気中で酸化被膜が被接合材表面に生成していても液相 拡散接合が可能で、 接合コス トを低減しながら良好な接合部を短時 間に得られる液相拡散接合を提供するために種々研究を重ねた結果 、 Vを 0. 1〜20. 0原子％含有し、 S iを増量したイ ンサー ト メ タルを 用いれば、 大気中など酸化雰囲気中でも液相拡散接合が可能である こ とを見い出 した。

すなわち、 Vはィ ンサ一 トメ タルの融点を上昇させる元素ではあ るが、 他の元素 （本発明においては専ら S i ) を適当に調整するこ と で接合性の極めて優れたイ ンサー トメ タルを得るこ とができるこ と を見い出 し、 先に特開平 2 — 1 51 377号公報、 特開平 2 — 1 5 1 378号公 報、 特開平 2 — 185940号公報、 特開平 7 - 268521号公報、 特開平 7 一 276066号公報等に開示されるような、 主と してステン レス鋼、 高 ニッケル基合金、 耐熱合金鋼あるいはこれらの合金鋼と炭素鋼の液 相拡散接合に用いられる N i基の V， S iを含有する酸化雰囲気中で接 合可能な液相拡散接合用合金箔を提案した。

しかし、 これらの N i基の液相拡散接合用合金箔は、 上記したよう に主と してステンレス鋼、 高ニッ ケル基合金、 耐熱合金鋼を接合対 象と して、 用いられる ものであり N iを基本成分とする ものである。 本発明者らは、 最近、 狭隘な場所で例えば炭素鋼による鋼管、 鉄 筋、 厚板などの鋼材で代表される Fe基材料を、 より短時間でかつ十 分な接合強度を確保しつつ低コス 卜で接合することの要請が高ま つ てきており、 従来の各種の溶接による接合によってはこの要請に十 分に応えられないとの認識に基づいて、 Fe基材料を接合対象と して 大気中での液相拡散接合の適用について検討した。

その結果、 これらの Fe基材料を液相拡散接合する場合に、 上記 N i 基の液相拡散接合用合金箔をィ ンサー トメ タルと して用いた場合に は、 被接合材間に Nけ目が介在して接合組織は不均質となり、 接合時 間が長く なるとと もに、 接合強度、 靱性にも影響があるこ とから、 上記の要請に十分に応えることは困難であるこ とを確認するに至つ た。 発明の開示

本発明の第 1 の目的は、 例えば炭素鋼による鋼管、 鉄筋、 厚板な どの鋼材で代表される Fe基材料 （Feを 50%以上含有する各種の鋼材 ) を接合対象と して、 酸化雰囲気中でかつ低温度でかつ短時間での 接合が可能で、 被接合材 （母材） に対して熱影響の小さい接合が可 能な液相拡散接合用 Fe基合金箔を提供するこ とである。

本発明の第 2 の目的は、 例えば炭素鋼による厚鋼板、 鋼管、 棒鋼 (鋼線、 鉄筋を含む） 等の鋼材で代表される Fe基材料を接合対象と して、 酸化雰囲気で短時間に、 均質な組織を有し十分な接合強度を 有する接合部を確保できる、 酸化雰囲気中で接合可能な Fe基材料の 液相拡散接合用 Fe基合金箔を提供するこ とである。

本発明の第 3 の目的は、 例えば炭素鋼による鋼管、 鉄筋、 厚板な どの鋼材で代表される Fe基材料を接合対象と して、 酸化雰囲気中で かつ低温度でかつ短時間での接合が可能で、 被接合材 （母材） に対 して熱影響の小さい接合が可能な液相拡散接合用 Fe基合金箔を提供 するこ とである。

第 1 の目的を達成するために、 第 1 発明の第 1 の観点によれば、 原子％で、

P ： 1.0〜20.0%、

Si ： 1.0〜20.0%、

V ： 0.卜 20.0%、

を含有し、 残部は実質的に Feおよび不可避の不純物からなる組成を 有し、 厚さが 3.0〜100 z mであるこ とを特徴とする酸化雰囲気中 で接合可能な Fe基材料の液相拡散接合用 Fe基合金箔が提供される。 第 1 発明の第 2 の観点によれば、

- 原子％で、

P ： 1.0〜20.0%、 Si ： 1.0〜20.0%、

V : 0.ト 20.0%

を含有し、

Cr 0.卜 20.0%、

Ni 0.1-15.0%、

Co 0.卜 15.0%

の一種または二種以上を含有し、 残部は実質的に Feおよび不可避の 不純物からなる組成を有し、 厚さが 3.0〜100 /z mであるこ とを特 徴とする酸化雰囲気中で接合可能な Fe基材料の液相拡散接合用 Fe基 合金箔が提供される。

第 1 発明の第 3 の観点によれば、

原子％で、

P 1.0〜20.0%、

Si 1.0〜20.0%、

V 0.1〜20· 0%

を含有し

W 0.卜 10.0%、

Nb 0.1〜 10.0%、

Ti 0.卜 10· 0%

の一種または二種以上を含有し、 残部は実質的に Feおよび不可避の 不純物からなる組成を有し、 厚さが 3.0〜100 〃 mであるこ とを特 徴とする酸化雰囲気中で接合可能な Fe基材料の液相拡散接合用 Fe基 合金箔が提供される。

第 1 発明の第 4 の観点によれば、

原子％で、

P ： 1.0〜20.0%、

Si ： 1.0〜20.0%、 V 0.1 20.0%

を含有し、

Cr 0.1 20.0%

Ni 0.1 15· 0%

Co 0.1 15.0%

の一種または二種以上を含有し、 さ らに

W 0.1 10.0%

Nb 0.1 10.0%

Ti 0.1 10.0%

の一種または二種以上を含有し、 残部は実質的に Feおよび不可避の 不純物からなる組成を有し、 厚さが 3.0 100 / mである こ とを特 徴とする酸化雰囲気中で接合可能な Fe基材料の液相拡散接合用 Pe基 合金箔が提供される。

第 1 発明の第 5 の観点によれば、 第 1 〜第 4 の観点において組織 の構造が実質的に非晶質であるこ とを特徴とする酸化雰囲気中で接 合可能な Fe基材料の液相拡散接合用 Fe基合金箔が提供される。

第 2 の目的を達成するために、 第 2発明の第 1 の観点によれば、 原子％で、

B 1.0 20.0%

Si 1.0-20.0%

V 0. 20.0%

を含有し、 残部は実質的に Feおよび不可避の不純物からなる組成を 有し、 厚さが 3.0 100 ； である こ とを特徴とする酸化雰囲気中 で接合可能な Fe基材料の液相拡散接合用 Fe基合金箔が提供される。 第 2発明の第 2 の観点によれば、

- 原子％で、

B 1.0-20.0% Si ： 1.0- 20.0%、

V ： 0.レ 20.0%

を含有し、

Cr ： 0.1〜20.0%、

Ni ： 0.1〜 15.0%、

Co ： 0.1〜 15.0%

の一種または二種以上を含有し、 残部は実質的に Feおよび不可避の 不純物からなる組成を有し、 厚さが 3.0〜100 mである こ とを特 徴とする酸化雰囲気中で接合可能な Fe基材料の液相拡散接合用 Fe基 合金箔が提供される。

第 2発明の第 3 の観点によれば、

原子％で、

B 1.0—20.0%、

Si 1.0~20.0%、

V 0.卜 20· 0%

を含有し、

W ： 0,卜 10.0%、

Nb： 0.1〜10.0%、

Ti ： 0.1〜 10.0%

の一種または二種以上を含有し、 残部は実質的に Feおよび不可避の 不純物からなる組成を有し、 厚さが 3.0〜100 mであるこ とを特 徴とする酸化雰囲気中で接合可能な Fe基材料の液相拡散接合用 Pe基 合金箔が提供される。

第 2発明の第 4 の観点によれば、

原子％で、

- B ： 1.0〜20.0%、

Si ： 1.0〜20.0%、 V ： 0.1 20.0%

を含有し、

Cr 0.1 20.0%、

Ni 0.1 15.0%、

Co 0.1 15.0%

の一種または二種以上を含有し、 さ らに

W ： 0.1〜 10.0%、

Nb： 0.1〜 10.0%、

Ti ： 0.卜 10.0%

の一種または二種以上を含有し、 残部は実質的に Feおよび不可避の 不純物からなる組成を有し、 厚さ力く 3.0〜100 mである こ とを特 徴とする酸化雰囲気中で接合可能な Fe基材料の液相拡散接合用 Fe基 合金箔が提供される。

第 2発明の第 5 の観点によれば、 第 1 〜第 4 の観点において組織 の構造が実質的に非晶質であるこ とを特徴とする酸化雰囲気中で接 合可能な Fe基材料の液相拡散接合用 Fe基合金箔が提供される。

第 3 の目的を達成するために、 第 3 発明の第 1 の観点によれば、 原子％で、

P ： 1.0〜20.0%、

Si ： 1.0〜 10.0%、

V ： 0.1〜20.0%、

B ： 1.0〜20.0%

を含有し、 残部は実質的に Feおよび不可避の不純物からなる組成を 有し、 厚さが 3.0〜200 mである こ とを特徴とする酸化雰囲気中 で接合可能な Fe基材料の液相拡散接合用 Fe基合金箔が提供される。 - 第 3発明の第 2 の観点によれば、

原子％で、 P 1.0〜20.0%

Si 1.0〜 10.0%

V 0.1— 20.0%

B 1.0〜20.0%

を含有し、

Cr ： 0.1〜20· 0%、

Ni ： 0.1〜 15.0%、

Co : 0.卜 15.0%

の一種または二種以上を含有し、 残部は実質的に Feおよび不可避の 不純物からなる組成を有し、 厚さが 3.0〜200 〃 mであることを特 徴とする酸化雰囲気中で接合可能な Fe基材料の液相拡散接合用 Fe基 合金箔が提供される。

第 3 発明の第 3 の観点によれば、

原子％で、

P 1.0〜20.0%、

Si 1.0〜 10.0%、

V 0.1〜20.0%、

B 1.0〜20.0%

を含有し、

W 0.卜 10.0%

Nb 0.卜 10.0%

Ti 0.1〜 10.0%

の一種または二種以上を含有し、 残部は実質的に Feおよび不可避の 不純物からなる組成を有し、 厚さが 3.0〜200 / mであるこ とを特 徵とする酸化雰囲気中で接合可能な Fe基材料の液相拡散接合用 基 -.合金箔が提供される。

第 3発明の第 4 の観点によれば、 原子％で、

P 1.0~20.0%、

Si 1.0〜10.0%、

V 0.卜 20.0%、

B 1.0〜20.0%

を含有し、

Cr 0.卜 20.0%、

Ni 0. 1〜15.0%、

Co 0.卜 15.0%

の一種または二種以上を含有し、 さ らに

W ： 0.卜 10.0%、

Nb ： 0.卜 10.0%、

Ti ： 0. 1〜 10.0%

の一種または二種以上を含有し、 残部は実質的に Feおよび不可避の 不純物からなる組成を有し、 厚さが 3.0〜200 / mであるこ とを特 徴とする酸化雰囲気中で接合可能な Fe基材料の液相拡散接合用 Fe基 合金箔が提供される。

第 3発明の第 5 の観点によれば、 第 1 〜第 4 の観点において組織 の構造が実質的に非晶質であるこ とを特徴とする酸化雰囲気中で接 合可能な Fe基材料の液相拡散接合用 Fe基合金箔が提供される。

なお、 本発明において、

「Fe基材料」 とは、 Feを原子％で50%以上含有している各種の炭 素鋼による鋼材を意味している。

「実質的に非晶質」 とは、 組織の結晶構造の 50%以上が非晶質に なっている ものを意味している。

「液相拡散接合」 とは、 拡散ろう付けを含むものであり、 接合し よう とする材料の間に箔、 粉末、 あるいはメ ツキ等の形態で被接合 材より も融点の低い共晶組成を有する合金を介在させて加圧し、 揷 入合金 （以下イ ンサー トメ タルと称する） の液相線直上の温度に接 合部を加熱するこ とによって溶融、 等温凝固させる接合法であるが 、 溶融とは完全溶融の場合のみではなく 、 50 %以上の溶融を含んで いる。 等温凝固は、 液相中の特定元素が被接合材 （母材） 側へ拡散 し、 液相の化学組成が固相線に達する成分へと変化するこ とによ り 起こる。

「酸化雰囲気」 とは、 接合雰囲気中に体積％で 0. 1 %以上の酸素 ガスを含有し、 酸素分圧が l (T ³ a tni 以上、 すなわち還元性のガス、 例えば H ₂， H ₂ S、 水蒸気その他を含有している場合でも酸化力が酸 素濃度相当で 0. 1 %以上である雰囲気を意味している。

また 「融点」 とは、 2 元以上の合金においては、 その状態図上で の固相線を、 特に断わらない限りにおいて意味する ものとする。 図面の簡単な説明

図 1 は、 丸鋼接合試験片を被接合材とする、 液相拡散接合用合金 箔 （イ ンサー トメ タル） による液相拡散接合例を示す平面図である o

図 2 は、 液相拡散接合により得られた丸鋼試験片と引張試験片採 取状態例を示す平面図である。

図 3 は、 引張試験片採取装置により採取された引張試験片例を示 す平面図である。

図 4 は、 第 1 発明に関連して、 Fe基材料を被接合材と した液相拡 散接合での Fe基のィ ンサー ト メ タル中の V量と接合部破断強度の関 係を表わすグラフである。

- 図 5は、 第 1 発明に関連して、 F e基材料を被接合材と した液相拡 散接合での Fe基のイ ンサー トメ タル中の S i量と接合部破断強度の関 係を表わすグラフである。

図 6 は、 第 1 発明に関連して、 Fe基材料を被接合材と した液相拡 散接合での Fe基のイ ンサー トメ タル中の P量と接合部破断強度の関 係を表わすグラフである。

図 7 は、 第 1 発明に関連して、 Fe基材料を被接合材と した液相拡 散接合での Fe基のィ ンサー トメ タルの厚みと接合部破断強度との関 係を表わすグラフである。

図 8 は、 第 1 および第 2 発明に関連して、 Fe基材料を被接合材と した Fe基のィ ンサー トメ タルによる液相拡散接合後の熱影響部 （母 材） の 0 °Cの温度での靱性を表わすグラフであり、 B系イ ンサー ト メ タルを用いた場合と P系イ ンサ一 ト メ タルを用いた場合を比較し て示す。

図 9 は、 第 2発明に関連して、 Fe基材料を被接合材と した液相拡 散接合での Fe基のィ ンサー トメ タル中の V量と接合部破断強度の関 係を表わすグラフである。

図 10は、 第 2発明に関連して、 Fe基材料を被接合材と した液相拡 散接合での Fe基のィ ンサー トメ タル中の Si量と接合部破断強度の関 係を表わすグラフである。

図 11は、 第 2発明に関連して、 Fe基材料を被接合材と した液相拡 散接合での Fe基のイ ンサー トメ タル中の B量と接合部破断強度の関 係を表わすグラフである。

図 12は、 第 2発明に関連して、 Fe基材料を被接合材と した液相拡 散接合での Fe基のィ ンサ一 トメ タルの厚みと接合部破断強度との関 係を表わすグラフである。

図 13は、 第 1 および第 2発明に関連して、 Fe基材料を被接合材と した液相拡散接合での Fe基のイ ンサー 卜メ タルによる接合時間と接 合部引張破断強度との関係を表わすグラフであり、 B系イ ンサー ト メ タルを用いた場合と P系ィ ンサー ト メ タルを用いた場合を比較し て示す。

図 14は、 第 3発明に関連して、 Fe基材料を被接合材と した液相拡 散接合での Fe基のイ ンサー トメ タル中の V量と接合部破断強度の関 係を表わすグラフである。

図 15は、 第 3 発明に関連して、 Fe基材料を被接合材と した液相拡 散接合での Fe基のィ ンサー ト メ タル中の P量と接合部破断強度の関 係を表わすグラフである。

図 16は、 第 3発明に関連して、 Fe基材料を被接合材と した液相拡 散接合での Fe基のイ ンサ一 ト メ タル中の B量と接合部破断強度の関 係を表わすグラフである。

図 Πは、 第 3発明に関連して、 Fe基材料を被接合材と した液相拡 散接合での Fe基のィ ンサー トメ タル中の Si量と接合部破断強度の関 係を表わすグラフである。

図 18は、 第 3発明に関連して、 Fe基材料を被接合材と した液相拡 散接合での Fe基のイ ンサー トメ タルの厚みと接合部破断強度との関 係を表わすグラフである。

図 19は、 第 3発明に関連して、 Fe基材料を被接合材と した液相拡 散接合で Fe基の Feベースの P と Bを含有するィ ンサー トメ タルによ る接合時間と接合部破断強度との関係を表すグラフである。

図 20は、 第 3発明に関連して、 Fe基材料を被接合材と した Fe基の P と Bを含有するイ ンサ一 トメ タルによる液相拡散接合後の熱影響 部母材 （被接合材） の試験温度 0 °Cでの靱性を表わすグラフである

発明を実施するための最良の形態

本発明者は、 上記の特開平 2 — 151377号公報、 特開平 2 — 151378 号公報、 特開平 2 - 185940号公報、 特開平 7 — 26852】号公報、 特開 平 7 — 276066号公報等に開示されるよ うな、 Ni基の V， Siを含有す る液相拡散接合用合金箔で得られる効果に着目 し、 Fe基材料を接合 対象と して、 N 目による組織不均--、 被接合材 （母材） への熱影響 による特性低下の問題も生じない、 液相拡散接合用合金箔について 種々検討を重ね本発明に到達した。

第 1 〜第 3発明の第 1 の観点では、 Fe基合金箔は、 被接合材の Fe 基の組織に対して組織不均一の問題を生じる Niを含有させる場合は 原子％で 0.1〜15%の範囲に抑え、 接合対象である Fe基材料と同様 、 Fe基と し、 これに拡散元素で低融点化にも寄与する Pおよび Zま たは B と、 低融点化に寄与する Si、 酸化被膜の影響を軽微にする V を必須成分と して含有する。

第 2 の観点では、 Fe基合金箔は、 第 1 観点の成分に加えて、 主と して接合部の耐食性を高める Cr, Ni, Coの一種または二種以上を選 択的に含有する。

第 3 の観点では、 Fe基合金箔は、 第 1 観点の成分に加えて、 主と して接合部強度を高める W， Nb, Tiの一種または二種以上を選択的 に含有する。

第 4 の観点では、 Fe基合金箔は、 第 1 観点の成分に加えて、 第 2 観点および第 3観点の成分を同時に選択的に含有する。 すなわち、 接合部の耐食性を高める Cr， Νί， Coの一種または二種以上と、 主と して接合部強度を高める W, Nb, Tiの一種または二種以上を同時に 含有させる。

これらの選択成分は、 接合対象の成分組成、 接合部に求められる 特性等に応じて組み合わせ、 適量含有させる。

- 拡散原子と しては B と Pが知られている。

第 1 発明では、 低温 （ 1000°C以下） での接合が可能で、 被接合材 (母材） に対する熱影響を小さ く して、 被接合部材の結晶粒の粗大 化による特性低下を防止するため、 その実現が容易な Pを拡散原子 と して選択する。

第 1 発明は、 被接合材である F e基材料が熱影響により結晶粒が粗 大化し、 材料特性が低下しやすい成分組成を有する もの、 例えば Mo を含有する鋼等の場合に用いて特に有効である。

拡散元素と して Bを単独で用いてこの種の鋼を液相拡散接合した 場合には良好な接合部を得るこ とは難しい。

第 2発明では、 接合温度が 1 050〜 1 300°Cで Pの場合より 200 °C以 上高く なるが、 Pの場合よ り拡散係数が大き く接合時間を大幅に短 縮して接合強度を大幅に高められる Bを拡散原子と して選択する。 第 3発明では、 B と Pを拡散元素と して用いて、 それぞれの短所 を補完し合い、 接合温度が高く なつても被接合材 （母材） に対する 熱影響を小さ く して被接合部材の結晶粒の粗大化による特性低下を 防止するとと もに、 接合時間を短縮する ものである。

第 3発明は、 拡散元素と して B と Pを併せて用いるため、 この P の補完作用により、 他被接合材である F e基材料が熱影響により結晶 粒が粗大化し、 材料特性が低下しやすい成分組成を有するもの、 例 えばフ ヱライ ト組織、 ペイナイ ト組織、 マルテンサイ ト組織を有す る鋼等の場合に用いても問題はない。

また、 拡散元素と して Pを単独で用いた場合では、 Bを単独で用 いた場合に比して接合時間が長く なるが、 B と併用するこ とによつ て非晶質の形成能を高めるこ とができ、 製造を容易にすると と もに P単独の場合に比し接合時間を大幅に短縮するこ とができる。

したがって、 第 3発明は、 製造を容易と し、 Fe基材料を接合対象 と して、. より広い鋼種の液相拡散接合に用い、 破断強度の高い接合 を実現させるこ とが可能である。 以下に本発明で用いる各成分について、 含有させる目的と含有量 について、 説明する。 なお、 下記説明は、 特に断らない限り第 1 〜 第 3 発明に共通である。

( 1 ) Fe基 （Feが原子％で 5 0 %以上含有） とする。

被接合材が Fe基材料 （Feが原子％で50%以上含有する炭素鋼によ る鋼材） であり、 Ni基と した場合のような Ni相の介在による組織の 不均質がな く 、 接合時間を短縮すると と もに、 接合強度を容易に確 保できる。

( 2 ) P含有量は し 0〜20.0%とする。 （第 1 、 第 3 発明）

Pは液相拡散接合を達成するために必要な等温凝固を実現するた めの拡散原子と して、 あるいは融点を被接合材よ り も低く するため に必要な元素であり、 それぞれの目的のためには 1.0%以上含有さ せるこ とが必要である力 本発明者らは詳細な研究によって 20.0% を超えて含有させると、 被接合材が Mo， Crを含有している場合には 、 被接合材側結晶粒径に 5 m以上の粗大な燐化物が生成し、 接合 部強度が低下するので、 1.0〜20.0%と した。

ただし第 3発明においては、 Pは被接合材および本発明の合金箔 の成分組成、 接合部に要求される特性等に応じて Bとの含有量を考 慮する。

( 3 ) B含有量は 1.0〜20.0%とする。 （第 2 、 第 3発明）

Bは液相拡散接合を達成するために必要な等温凝固を実現させる ための拡散元素と して、 あるいは融点を被接合材より も低く するた めに必要 （第 3 発明においては、 Bは上記 P と併用 して非晶質化に も有効） な元素であり、 それぞれの目的のためには、 1.0以上必要 であるが、 被接合材が Mo， Crを含有している場合、 被接合材の接合 部近傍に粗大な硼化物が生成し接合部強度が著し く 低下する。

( ) Si含有量は 1.0〜20.0%とする。 （第 1 、 第 2 発明） Siは、 融点を降下させるための有効元素であり、 Vを多く 含有す る こ とによ り融点が比較的高く なつて接合時間が長く なる こ とを防 止する。 1.0%未満ではその効果は軽微である。 20.0%超では、 酸 化雰囲気中での液相拡散接合の際にィ ンサー ト メ タル中に Siを含む 粗大な酸化物を生成し、 接合部強度および靱性を劣化させる場合が ある。

第 3 発明においては、 Si含有量は 1.0〜10.0%とする。 Siの効果 は第 1 、 第 2 発明と同じであるが、 10.0%超では、 酸化雰囲気中で の液相拡散接合の際にイ ンサー トメ タル中に Siを含む粗大な酸化物 を生成し、 接合部強度および靱性を劣化させる場合がある。

( 5 ) V含有量は、 0.1〜20.0%とする。

Vは、 被接合材表面の酸化被膜物（Fe₂(h) を、 低融点複合酸化物 V ₂0₅— Fe ₂0₃ (融点約 800°C) とする。 したがって、 接合温度（900〜 1200°C) では溶融し、 液相中では表面張力の差によって球状化する こ とにより、 Fe基材料と溶融ィ ンサ一 トメ タルとの濡れを良く する 。 拡散原子 Pおよび/または Bは、 このため、 表面酸化皮膜の影響 をほとんど受けるこ とな く 、 球状化酸化物の間を自由に拡散し、 酸 化雰囲気中における液相拡散接合を実現させる極めて重要な元素で ある。

0.1%未満では酸化皮膜を溶融させるに不十分であるために効果 がなく 、 20.0%を超えて添加するとイ ンサー トメ タルの融点が 1300 °Cを超えてしまい液相拡散接合が実質的に不可能となる。

( 6 ) Cr含有量は 0· 1〜20.0%とする。

は、 主と して耐食性、 耐酸化性を高めるためのものである。 0 .1%未満では効果が不十分であり、 20.0%を超えると合金箔の融点 が著し く 上昇してしまい、 製造性を悪化させ、 液相拡散接合温度を 実用的な範囲を逸脱した極めて高い温度、 すなわち 1400°C以上に高 めてしま う。

( 7 ) Ni含有量は 0.1~15.0%とする。

Niは主と して耐食性、 耐酸化性を高めるためのものであり、 0.1 %未満ではその効果が不十分であり、 15.0%超では、 Nけ目の介在に より組織の均質性を阻害する。 接合時間が長 く なり、 また接合部強 度の低下の原因にもなる。

( 8 ) Co含有量は 0.1〜15.0%とする。

Coは、 主と して耐食性、 耐酸化性を高め、 強度を付与するために 含有させる。 0.1%未満ではその効果が不十分であり、 15.0%超で は、 イ ンサー トメ タル中に粗大な金属間化合物が生成して接合部靱 性を阻害する。

( 9 ) W, Nb, Ti含有量はそれぞれ 0.1〜 10.0%とする。

Wは、 接合部の強度を高めるためのものである。 0.10%未満では 効果がな く 、 10.0%超では樹枝状晶間偏折に起因する粗大 Laves相 析出によって材料の高温強度がかえって低下する。

Nbは、 炭化物、 窒化物あるいは炭窒化物と して基材中に分散する 場合、 靱性向上に効果がある。 0.1%未満では効果不十分であり、 10.0%超では粗大な Fe - Nb系金属間化合物が生成して接合部靱性を 著し く 阻害する場合がある。

Tiは、 接合部の強度を高めるためのものであり、 炭化物、 窒化物 と して均一分散させると靱性を高める。 0.1%未満では効果不十分 であり、 10.0%超では粗大な金属間化合物が生成して接合部靱性を 著し く 阻害する場合がある。

以上の成分組成からなる本発明の液相拡散接合用合金箔は、 良好 な接合部を得るために、 液相拡散接合時に均一に溶融する必要があ - る。

不均一な組成で、 合金成分の偏析がある場合には、 イ ンサー ト メ タルの融点が接合部の位置によって異なるこ とになり、 均質な接合 界面が得られず良好な接合部が得られないこ とになる。

実際には不均一な組成で、 合金成分の偏析がある という こ とを考 慮すると、 構造を非晶質にするこ とが好ま しい。

均一な組成のものが容易に得られる場合には、 構造は非晶質であ るこ とは不可欠ではない。

本発明の液相拡散接合用合金箔は、 イ ンサー ト メ タルと して種々 の形状で提供するこ とが可能である。

第 1 〜第 3発明の第 i 〜第 4観点の何れかの成分を有する合金は 、 例えば液体急冷法によって、 容易に非晶質の合金箔と して製造す るこ とができる。

こ こで採用される基本的構造方法と しては、 合金の溶湯をノ ズル を介して冷却基板状に噴出 し、 熱的接触によって冷却凝固させる液 体急冷法のうち、 冷却基板と して一個の冷却ロールを用いる、 簡易 な単口一ル法が適している。

他に、 ドラムの内壁を使う遠心急冷法ゃェン ドレスタイプのベル トを使用する方法や、 これらの改良型、 例えば補助ロールや、 ロー ル表面温度制御装置を付属させた方法、 あるいは減圧下ないし、 真 空中または不活性ガス中での铸造もそれに含まれる。 また、 一対の ロール間に溶湯を注入して急冷凝固させる双ロール法も適用できる また、 合金を、 真空溶解して铸造し、 得られた铸片を通常の方法 で圧延、 焼鈍して、 合金箔の形態で提供するこ と も可能である。 上記のようにして得られる合金箔の厚みは、 薄いほど接合部近傍 における機械的特性の変化が少な く 、 接合に要する時間も短かく で きるので、 液相拡散接合に有利であるが、 3. 0 m未満の場合には Vの絶対量が被接合材表面の酸化皮膜を無害化するに不十分となり 、 第 1 、 第 2発明においては、 1 00 ^ mを超えると液相拡散接合終 了までに長時間 （例えば 10時間以上） を要し実用的でないこ とから 3. 0〜1 00 mの厚みとする必要がある。

第 3 発明においては、 下記の理由によ り、 厚みの上限は 200 m まで拡げられる。

Pは箔の融点を下げる こ とにも有用な元素であり、 Bは高速で拡 散する元素である。 両者が同時に存在する と、 B単独添加箔に比較 して融点が低い箔となる。 この場合、 接合金属箔と被接合材料との 間で生じる反応 （被接合材料が箔中に溶け込む） によって、 接合箔 が希釈される度合いが大き く なる。 もちろん P単独添加箔でも同様 の事は生じる。 希釈度合いが大きいと、 接合箔中の、 拡散しなけれ ばならない （等温凝固を終了させるに必要な拡散量） が相対的に低 下する。 従って、 接合終了後の接合金属部分の幅は広く なる ものの 、 その広い部分の等温凝固終了は実際には P単独添加に比してずつ と早く なる。 1 150°Cの接合であれば、 実質接合時間は、 継ぎ手強度 と図 1 9の関係にあるので、 「 Pと Bの複合添加」 は接合箔厚みの、 継ぎ手強度の観点からの上限値規定を緩和し、 およそ 2倍とするこ とができる。

端的に言えば、 P単独、 B単独、 P + B複合はそれぞれ接合時の 想定される反応状態図が著し く 異なっている。

本発明は、 液相拡散接合用の合金箔に関する ものであるが、 大気 中で接合が可能であるこ とから、 拡散ろう付けの接合法に応用 して も有用である。 実施例 1

- 第 1 発明の液相拡散接合用合金を用い、 F e基材料を被接合材とす る液相拡散接合を実施した。 実施条件と実施結果を、 比較例の場合 と と もに表、 図を用いて以下に説明する。

第 1 発明の第 1 〜第 4観点の何れかの成分組成 （原子％) 有する 、 合金約 100 gを、 単ロール法 （冷却ロール ： Cii合金製 300mm径） にて急冷して、 板幅 2〜215IMI 、 板厚 3.0〜100 μ mの実質的に非 晶質の結晶構造を有する合金箔と した。

この際の冷却ロ ールの周速は 5.0〜15.0m/ s の間に保持した。 この実施例での本発明合金箔の成分組成 （原子％) は表 1 (表 1 一 1 〜 1 一 8 ) に示す通り、 何れも Feを基材と しており、 表 1 中の 各成分の和と 100%との差が Feと不可避の不純物の合計濃度を意味 する。

本発明合金箔に対する比較合金箔の成分組成 （原子％) は表 2 に 示した。 本発明合金箔と同様、 何れも Feを基材と しており、 表 2 中 の各成分の和と 100%との差が Feと不可避の不純物の合計濃度を意 味する。 表 2 の比較合金箔は表 1 の本発明合金箔の場合と全く 同様 に して製造したものである。

表 1 の No. 1 〜 199 に示される、 第 1 発明の第 1 〜第 5観点の何 れかを満足する合金箔 （以下 「本発明イ ンサー ト メ タル」 という） および表 2 の No.200〜212 に示される比較合金箔 （従来型イ ンサ一 ト メ タルを含み、 以下 「比較イ ンサー トメ タル」 という） を用いて 液相拡散接合を実施した。

この実施に際しては、 本発明イ ンサー ト メ タル 3 〜100 〃 m厚 X 20mm径、 比較ィ ンサー トメ タル 5. 16~ 133.74 / m厚 X 20mm径の円盤 状と し、 被接合材である Fe基材料 （JIS STK400) を用意し、 図 1 に 示すごと く 被接合材である丸鋼 （径 20匪） と丸鋼 （径 20隱） 間に挟 み込んた。

図 1 において 1 、 1 は被接合材 （丸鋼） 、 2 は液相拡散接合用合 金 （イ ンサー トメ タル） である。 液相拡散接合雰囲気は大気と し、 接合温度を各合金箔の融点直上

〜融点 + 50 °Cの範囲と し、 大型加熱炉を用いて目標温度を実質的に 950〜 1 000 °Cに設定して液相拡散接合を実施した。

この際、 被接合材 1 とイ ンサー ト メ タル 2 を、 両者の密着性を良 好にするため、 2 メ ガパスカル（MPa ) の加圧力で加圧した。

接合時間は全て 1 0分と し、 被接合材の強度、 耐食性、 靱性を確保 するために接合後の熱処理を焼き鈍し、 焼き入れ +焼き鈍し、 焼き 鈍し +焼き戻し、 焼き入れ +焼き鈍し +焼き戻しを適宜単独で、 あ るいは組み合わせて施した。

これら熱処理の間に被接合材どう しの元素の相互拡散が進行し、 接合部の均質化が進んだが、 本発明イ ンサー トメ タル中の析出物の 生成、 増加、 成長は殆ど見られなかった。

次に J 1 SA2号サブサイズ丸鋼引張試験装置により接合部の健全性 を調査したが、 本発明イ ンサー トメ タルによる全ての試験片で非接 合面積率は 0 %であった。

更に図 2 に示す要領で丸鋼の軸方向から、 図 3 のような J I SA2号 引張試験片 5 を切り 出 し、 引張試験機を用いて常温で接合部破断強 度を調査した。

接合部の引張破断強度は、 被接合材の材質、 板厚、 および使用環 境条件等で決定されるが、 本実施例においては実用上の制限から 40 OMPaを最低必要強度と して仮に設定し、 この値以上の破断強度が得 られた場合に十分な接合が実現したと判断した。 実験結果を表 1 、 表 2 に併記して示した。

表 1 に示すよう に、 本発明合金箔を用いた液相拡散接合によって 得られた接合部は、 すべて目標レベルの 400MPa以上の極めて良好な 接合強度を示した。

これに対して、 本発明を満足しない比較合金箔を用いた液相拡散 接合によ って得られた接合部は、 すべて目標レベルの 400MPa以下の 接合強度を示し、 全く 満足できる ものではなかった。 個別の結果は 後述する。

図 4 〜図 7 は、 本発明の拡散接合用合金箔で規定する成分 （原子 %) および厚みを接合部破断強度 （MPa で表す } との関係を確認し 、 図 8 は熱影響部 （母材） の靱性を確認するためのものである。 図 4 は、 接合部破断強度に与えるイ ンサー ト メ タル中の Vの濃度 の影響を表している。 V濃度が原子％で 0. 1%未満の場合には被接 合材合金表面の酸化皮膜を十分に無害化できないために、 接合部破 断強度が低いが、 原子％で 0. 1〜20.0%の範囲では接合部破断強度 が母材 （被接合材） 並みあるいは母材以上となっており、 Vが効果 的に作用 して酸化皮膜を無害化している。 しかし Vが原子％で 20.0 %を超えるとィ ンサー ト メ タルの融点が上昇するために接合時間が 不足して接合部破断強度が低下する。

図 5 は同様に Siと接合部破断強度の関係を示した図である。 Siが 5.0%未満特に 1.0%未満および 20.0%超の場合では接合部破断強 度が低く 、 1.0〜 20.0%の場合には高い接合部破断強度を得られる 図 6 は P と接合部破断強度の関係を示した図である。 Pが 1.0% 未満の場合にはイ ンサー トメ タルの融点が高いために、 20.0%超の 場合には接合界面近傍に生成する金属化合物のために接合部破断強 度が低下する。 1.0〜20.0%の Pの場合には高い接合部破断強度が 得られる。

図 7 はイ ンサ一 トメ タルの厚みと接合部破断強度との関係を示し た図である。 厚みが 100/ m以上の箔では、 接合部破断強度が不十 分であるこ とが明らかである。

図 8 は、 拡散元素と して Pを用いた場合の接合部近傍の母材の 0 °Cの温度での靱性を求め、 その結果を拡散元素と して Bを用いた場 合と比較して示したものである。 この実験の条件は、 表 3 、 表 4 に 示した。

図 8 、 表 3 、 表 4 から、 Pを拡散元素と した本発明では、 Bを拡 散元素と した場合より接合時間はかなり長く なるが、 接合温度を 1 0 00 °C以下にでき、 被接合材 （母材） に対する熱影響を小さ く して、 接合部近傍母材の靱性を高めるこ とができる。

なお、 こ こでの靱性は、 接合済みの丸鋼試験片から J I S 4号シャル ピー衝撃試験片を採取し、 この試験片について衝擊試験を実施し、 母材 （STK400 ) の熱影響部の結晶粒の粗大化を評価して得られたも のであり、 靱性の閾値については、 一般構造材に要求される場合の 多い 50 J を評価基準値と して選んだ。

表 2 は本発明合金箔に対する比較合金箔の化学成分組成と、 得ら れた接合部引張破断強度を示したものである。

表 2 に示すように、 比較合金箔 No. 200は P含有量が不足したため に融点が 1300°Cを超え、 結果と して破断強度が著し く 低く なつた例 、 No. 201は P含有量が高く 、 接合部近傍に粗大な金属化合物が生成 して接合部破断強度が低下した例である。

N o. 202は S i量が不足して融点が 1 300°C以上になり、 結果と して接 合部破断強度が著し く低く なつた例、 No. 203は S i量が過多となって 接合時に粗大な S i 0₂系酸化物がイ ンサー トメ タル中に生成して接合 部破断強度が低下した例である。

No. 204は V量が不足して被接合材合金表面に生成した酸化皮膜が 十分に無害化されず接合部破断強度が低く なつた例、 N o. 205は V量 が過多となって融点が極めて高く なり、 液相拡散接合が十分に行わ れず接合部破断強度が低く なつた例である。

N o . 206は C rを多量に含有しているため、 融点が著し く 高く なつて 、 液相拡散接合が十分に行われず接合部破断強度が低く なつた例、

No. 207は N iを多く 含有しているため、 Fe相中に N i相が介在して組織 不均一を生じ靱性を低下させ、 接合部破断強度が低く なつた例であ る。

No. 208は Co量が過多となり、 粗大な金属間化合物が生成して靱性 が低下し、 接合部破断強度が低く なつた例、 No. 209は W量が過多と なり、 粗大な金属間化合物が生成して靱性が低下し、 接合部破断強 度が低く なつた例、 No. 210は Nb量が過多となり、 Fe— Nb系の金属間 化合物が粗大析出 して脆化し接合部破断強度が低く なつた例である

No. 21 1は T i量が過多となり、 粗大な金属間化合物の過剰生成に より粗大な金属間化合物が生成して靱性が低下し、 接合部破断強度 が低く なつた例、 No. 212は合金箔厚みが厚過ぎて接合部破断強度が 低く なつた例である。

上記のよう に、 本発明の要件を部分的に満足するが、 本発明のす ベての要件は満足していない比較イ ンサー トメ タルを用いた液相拡 散接合によつては、 目標の接合部破断強度 400MPaを達成することは できなかった。

表卜 2

合金箔のィ匕学成分 （原子％) 合金箔の 接 合 破断強度

No. P Si V Cr Ni Co W Nb Ti 厚み ( u rn) 雰囲気 (Mpa)

27 2. 64 15. 83 12. 99 5. 27 4. 52 42 大気 514. 97

28 1. 71 13. 02 7. 31 15. 57 6. 41 11 大気 486. 53

29 4, 15 12. 15 7. 05 10. 67 12. 48 14. 79 70 大気 485. 23

30 4. 08 5. 76 2. 90 10. 59 2. 10 5. 82 45 大気 464. 49

31 13. 13 3. 94 11. 11 17. 26 5. 18 2. 68 76 大気 505. 53

32 18. 33 18. 46 4. 33 6. 49 42 大気 536. 61

33 8. 58 12. 66 18. 98 2. 83 52 大気 573. 14

34 4. 14 3. 27 1. 58 7. 92 37 大気 537. 08

35 8. 54 3. 97 6. 76 8. 04 75 大気 540. 07

36 13. 96 2. 59 11. 28 3. 95 66 大気 534. 02

37 3. 64 3. 13 14. 70 2. 54 84 大気 541. 27

38 8. 42 11. 98 3. 23 7. 68 34 大気 527. 57

39 17. 78 15. 85 6. 47 9. 06 34 大気 554. 85

40 3. 78 4. 85 10. 26 8. 18 77 大気 566. 76

41 1. 64 12. 39 9. 17 5. 83 1. 14 39 大気 562. 09

42 10. 50 5. 61 1. 31 3. 64 1. 49 16 大気 503. 37

43 5. 89 18. 61 10. 74 1. 93 7. 38 93 大気 574. 64

44 14. 76 16. 80 17. 36 0. 30 7. 98 39 大気 602. 71

45 3. 12 13. 17 13. 21 6. 51 9. 50 64 大気 637. 66

46 14. 99 12. 07 12. 22 4. 57 0. 40 11 大気 546. 26

47 17. 74 13. 98 4. 47 5. 31 3. 44 85 大気 552. 97

48 15. 48 16. 75 13. 19 3. 91 1. 52 69 大気 567. 28

49 6. 48 14. 56 18. 35 1. 04 4. 05 36 大気 584. 57

50 9. 96 12. 11 15. 39 7. 62 9. 20 3. 73 75 大気 697. 45

51 10. 75 11. 00 19. 76 4. 47 2. 04 6. 51 9 大気 659. 83

52 7. 24 17. 86 3. 65 6. 78 8. 59 2. 69 19 大気 617. 79

表' 1一 3

合金箔の化学成分 （原子％) 合金箔の 接 合 破断強度

No. P Si V Cr Ni Co W Nb Ti 厚み （ π 雰囲気 (Mpa)

53 8.59 5.81 4.39 12.28 7.68 84 大気 548.82

54 11.34 10.92 17.78 10.31 3.73 88 大気 576.23

55 9.73 17.71 9.66 13.60 4.87 100 大気 547.02

56 1.93 2.53 12.22 15.83 9.60 4 大気 578.28

57 8.39 7.06 16.64 5.35 7.71 36 大気 587.17

58 12.47 1.29 8.49 13.00 4.29 49 大気 522.49

59 15.72 16.35 10.45 1.07 8.27 62 大気 568.46

60 5.64 11.09 14.93 0.71 4.78 92 大気 562.87

61 17.70 8.58 0.93 12.59 6.18 15 大気 504.05

62 15.75 15.61 16.11 8.31 2.78 6.95 36 大気 606.90

63 11.52 10.34 15.68 3.41 4.57 4.39 69 大気 604.89

64 6.12 11.09 15.54 17.31 0.99 8.49 43 大気 597.05

65 18.70 6.62 18.67 2.99 9.65 7.86 24 大気 673.76

66 14.90 18.10 12.66 2.94 6.23 9.53 5 大気 633.11

67 6.94 18.73 12.48 16.74 7.35 5.64 96 大気 608.91

68 5.21 6.35 3.34 18.21 2.71 4.67 12 大気 531.20

69 8.99 18.98 15.59 8.75 4.92 6.26 59 大気 627.20

70 14.09 2.33 16.37 17.92 8.59 9.97 92 大気 697.53

71 15.20 18.74 0.85 7.74 2.56 8.83 3.91 93 大気 572.89

72 10.31 14.41 10.84 3.42 5.77 8.79 0.79 20 大気 629.66

73 18.39 6.89 7.87 5.14 7.33 1.54 5.16 4 大気 614.76

74 3.53 3.89 11.80 10.86 7.96 75 大気 588.64

75 6.55 17.16 13.02 5.55 6.54 88 大 580.44

76 13.44 10.48 7.19 5.82 7.69 42 大気 562.83

77 1.51 15.84 4.76 13.55 2.86 72 大気 493.79

78 4.88 9.39 3.63 11.68 4.49 88 大気 499.57

79 12.56 9.21 0.73 4.61 5.29 41 大気 490.72

表 1一 4

合金箔のィ ：学成分 （原子％) 合金箔の 接 合 破断強度

No. p Si v Cr Ni Co w Nb Ti 厚み ium) 雰囲気 (Mpa)

80 10.33 8.21 2. 16 1.70 4.96 49 大気 500.47

81 6.83 7.17 3.69 4 12 2.00 70 大気 484.45

82 16 73 13 44 6 40 5· 55 5.64 15 大気 527. 15

83 2 59 9 79 7.34 0.30 4.60 2.44 27 大気 549.79

84 298 4 SO 3 73 12.48 7.93 0, 62 18 大気 552.34

85 11 74 17 14 0 31 8.82 1.98 4.71 9 大気 504.33

86 3 57 11. 17 15 91 8.35 2.36 7.75 48 大気 608.05

87 in 44 4 63 18 55 14 48 5.36 0.73 38 大気 586. 18

88 17 69 13 60 A 01 10 07 9.77 1.95 10 大気 554.00

89 11 fin 9 Q 4« u» uu 3 1 34 大気 551.36

90 A 67 794 229 3 75 0, 85 48 大気 534.01

91 9 76 2 74 4 03 275 5.00 6. 13 49 大気 569. 14

92 13.73 4.33 15.40 7.86 2.84 4.90 4. 11 83 大気 622.53

93 16.82 16. 18 9.08 13.76 0.89 1.33 0.88 36 大気 520.59

94 8 40 15 81 18 61 12.44 6.78 8.40 0.71 38 大気 675.28

95 5.34 19.58 8.07 5.86 6.83 54 大気 558.62

96 14.01 6.53 9.63 10.37 8.48 50 大気 582.95

97 17.80 16.69 9.99 5. 16 2.97 11 大気 529.69

98 6.06 7.90 10.90 13.90 5.26 96 大気 541.31

99 15.79 13.26 8.65 14.09 5.32 34 大気 530.43

100 19.95 1.47 14.47 3. 14 3.55 42 大気 547.25

101 4.09 6.88 8.01 9. 18 1.25 73 大気 500.06

102 7.55 12.68 5. 18 3.50 3.71 8 大気 505.60

103 16.47 13.03 12.84 11.69 8.53 49 大気 582.40

104 12.83 1.70 12.04 1.83 T.60 5.85 58 大気 627. 19

105 8.54 1.72 6.91 0.41 7.06 5.25 55 大気 591.89

106 15.52 6.94 5.75 11.21 4.36 1.62 55 大気 533.67

表 '卜 6

合金箔のィ匕学成分 （原子％) 合金箔の 接 合 破断強度

No. P Si V Cr Ni Co W Nb Ti 厚み （ im) 雰囲気 (Mpa)

134 5.78 10.02 5.12 4.67 9.43 1.72 0.43 3.79 63 大気 526.24

135 7.28 14.37 8.84 9.14 1.81 8.41 6.63 3.95 49 大気 656.26

136 13.31 11.97 9.49 17.53 0.30 6.51 6.46 7.41 30 大気 667.02

137 5.45 11.22 8.52 5.81 2.63 2.61 46 大気 518.67

138 8.17 10.96 11.65 2.92 8.78 6.27 6 大気 570.89

139 17.52 2.11 9.37 2.41 12.35 6.13 43 大気 558.15

140 13.17 8.95 16.05 6.34 3.63 9.88 80 大気 599.39

141 18.61 4.71 4.63 2.67 7.13 0, 33 30 大気 475.45

142 13.02 7.81 3.01 5.75 13.39 5.41 61 大気 502.93

143 3.99 4.49 2.60 6.72 10.07 3.74 17 大気 492.97

144 19.34 15.06 7.40 8.23 14.03 2.57 17 大気 507.55

145 14.96 16.51 5.69 10.49 9.72 1.25 40 大気 488.43

146 2.87 19.69 4.03 7.23 1.43 8.52 6.38 84 大気 599.98

147 10.39 10.90 11.25 9.47 9.16 8.57 1.45 11 大気 602.14

148 10.74 16.91 8.58 2.81 0.26 9.75 1.36 42 大気 599.91

149 1.98 17.40 12.19 5.61 12.81 9.77 2.35 18 大気 598.13

150 13.52 2.74 6.96 6.58 7.59 6.64 0.43 55 大気 534.78

151 9.05 18.42 14.45 7.43 9.38 9.72 2.19 61 大気 607.80

152 17.53 13.61 8.44 1, 36 7.62 9.90 2.78 43 大気 613.40

153 11.09 19.48 11.90 14.55 13.55 1.00 4.86 13 大気 558.35

154 11.81 13.80 18.39 11.67 11.77 8.32 7.30 13 大気 683.58

155 4.23 5.41 12.96 6.21 1.69 8.53 6.26 2.34 92 大気 662.61

156 6.07 2.19 16.64 7.83 7.18 6.97 1.62 6.02 32 大気 662.42

157 15.37 10.39 17.69 6.44 7.73 8.08 7.79 1.84 11 大気 688.54

158 4.68 16.62 12.50 1.44 6.33 7.84 86 大気 590.93

159 18.95 7.37 1.09 4.63 10.50 2.69 72 大気 482.30

160 16.54 3.87 18.32 9.21 11.55 4.70 72 大気 588.62

表' 1一 7

合金箔の化学成分 （原子％) 合金泊の 接 合 破断強度

No. Ρ Si V Cr Ni Co W Nb Ti 厚み （ m) 雰囲気 (Mpa)

161 1.20 8.43 13.41 16.22 2.87 2.18 23 大気 532.34

162 11.60 3.37 2.03 13.67 11.98 6.18 52 大気 503.46

163 2.97 4.49 11.16 18.15 8.00 5.59 57 大気 544.92

164 1.13 8.43 15.17 1.35 5.20 5.17 10 大気 567.25

165 15.49 18.46 0.63 1.19 7.02 8.75 53 大気 523.17

166 19.71 4.24 4.43 8.78 2.20 2.32 56 大気 490.74

167 7.02 17.66 15.77 8.95 1.95 8.17 6.59 80 大気 656.63

168 8.05 4.28 2.61 11.28 14.44 5.51 6.61 94 大気 564.37

169 10.16 1.91 8.28 8.32 13.43 1.62 3.23 78 大気 530.24

170 5.06 11.41 19.83 9.29 7.12 3.54 7.24 88 大気 631.90

171 11.69 17.39 14.58 13.78 7.15 2.66 1.58 46 大気 554.17

172 19.48 18.72 8.98 3.06 10.70 1.67 6.99 80 大気 562.51

173 15.83 9.08 13.17 7.39 14.89 0.52 2.40 48 大気 540.19

174 14.73 7.83 14.99 5.31 4, 70 9.10 8.84 50 大気 686.73

175 10.11 11.04 13.99 12.00 5.63 2.95 9.33 61 大気 624.04

176 7.78 1.12 0.12 16.10 13.78 0.86 4.29 4.66 84 大気 526.51

177 17.44 18.76 11.90 0.12 1.37 1.28 3.23 4.33 35 大気 579.53

178 6.07 15.58 10.90 19.19 2.85 7.72 3.10 9.74 56 大^ 681.26

179 16.21 1.98 17.51 12.73 13.91 10.33 0.24 77 539.92

180 5.18 10.43 16.13 10.82 11.85 8.30 9.35 99 大気 624.17

181 6.51 4.35 9.36 10.18 10.19 2.24 9.94 26 大気 596.19

182 17.60 4.14 16.75 9.75 9.81 4.55 5.83 32 大気 574.80

183 4.66 12.40 3.83 18.19 12.65 14.57 2.73 18 488.26

184 11.43 2.84 4.01 15.41 10.17 2.14 5.84 4 大気 510.94

185 9.11 16.74 15.68 12.37 12.99 1.17 6.59 85 大気 581.14

186 2.29 13.27 2.27 0.37 7.78 4.04 6.88 82 大気 516.41

表 ^;2

合金箔のィ匕学成分 （原子％) ¾

□ ^ ί 泊 fひTリ\ 敏断強度

J>iひ. n Γ l V し Γ M：

IN1 to W i I 分 Η) 5

Π υ. 1

丄 丄 d 04 1U， υά 丄乙， o +与 U. UO

^ί on 1

丄 Ό_Λ oU 14. 4A 91 on 1 0 八 ΧΪ| 1 ί y. U Λβb

9Π9 17, 4 U. U4 17. Ul +与 Λ Q 1

U.01

1 5ο tJ. lb 4. OL u. 丄

1 Q no o9. i 人 0.0 乙 If 14.09 17.55 22.95 OA 1 ς Q 1 Q1 d4丄. y丄

206 5.78 10.44 10.91 23.15 64.65 大気 123.71

207 5.14 6.90 8.07 19.93 40· 54 大気 117.93

208 9.65 14.36 1.07 18.71 42.86 大気 198.49

209 4.86 15.47 19.18 14.52 90, 92 大気 145.05

210 1.86 19.78 18.05 16.17 11· 11 大気 180.77

211 2.40 9.99 13.40 11.21 1.57 2· 95 14.44 84· 27 大気 214.24

212 15.51 6.32 13.93 8.15 6.16 133.74 大気 258.07

表 3 イ ンサー ト メ タル化学成分 （原子％) 、 厚み 30 m

被接合材化学成分 ： STK400に準ずる

表 4 接合温度、 突き合わせ応力、 接合時間

第 1 発明によれば、 各種の F e基材料 （厚鋼板、 鋼管、 条鋼、 棒鋼 等） を接合対象と して、 酸化雰囲気中で液相拡散接合を低温度で実 施するこ とができ、 被接合材 （母材） に対して熱影響を小さ く して 破断強度の高い接合部を確保するこ とを可能にする ものであり、 液 相拡散接合の特長を、 Fe基材料の接合にも有効に生かすことができ 、 また、 溶接による場合に比して接合時間も短縮するこ とができ、 接合施工のェ期を大幅に短縮することが可能になった。

実施例 2

第 2発明の液相拡散接合用合金を用い、 F e基材料を被接合材とす る液相拡散接合を実施した。 実施条件と実施結果を、 比較例の場合 と と もに表、 図を用いて以下に説明する。

第 2発明の第 1 〜第 4観点の何れかの成分組成 （原子％) 有する 、 合金約 1 00 gを、 単ロール法 （冷却ロール ： C u合金製 300議径） にて急冷して、 板幅 2 〜2 1 5mn> 、 板厚 3〜 1 00〃 mの実質的に非晶 質の結晶構造を有する合金箔と した。

この際の冷却ロールの周速は 5. 0〜 1 5. 0 m / s の間に保持した。 この実施例での本発明合金箔の成分組成 （原子％) は表 5 (表 5 一 1 〜 5 — 8 ) に示す通り、 何れも Fcを基材と しており、 表 5 中の 各成分の和と 100%との差が Feと不可避の不純物の合計濃度を意味 する。

本発明合金箔に対する比較合金箔の成分組成 （原子％) は表 6 に 示した。 本発明合金箔と同様、 何れも Feを基材と しており、 表 6 中 の各成分の和と 100%との差が Feと不可避の不純物の合計濃度を意 味する。 表 6の比較合金箔は表 5 の本発明合金箔の場合と全く 同様 にして製造したものである。

表 5 の No. 1 〜 199 に示される、 第 2 発明の第 1 〜第 5観点の何 れかを満足する合金箔 （以下 「本発明イ ンサー ト メ タル」 という） および表 6 の No.200〜212 に示される比較合金箔 （従来型イ ンサー ト メ タルを含み、 以下 「比較イ ンサー トメ タル」 という） を用いて 液相拡散接合を実施した。

この実施に際しては、 本発明イ ンサー トメ タルは 3 〜100 〃 m厚 X 20mm径、 比較イ ンサー トメ タルは 7.67〜234. 10 z m厚 x 20mm径の 円盤状と し、 図 1 に示すごと く被接合材である Fe基材料 （成分組成 は表 2 に示した） からなる丸鋼 （径 20mm) と丸鋼 （径 20mm) 間に挟 み： ^んた。

図 1 において 1 、 1 は被接合材 （丸鋼） 、 2 は液相拡散接合用合 金 （イ ンサー トメ タル） である。

液相拡散接合雰囲気は大気と し、 接合温度を各合金箔の融点直上 〜融点 + 50°Cの範囲と し、 大型加熱炉を用いて目標温度を実質的に 1050〜 1300°Cに設定して液相拡散接合を実施した。

この際、 被接合材 1 とイ ンサー トメ タル 2 を、 両者の密着性を良 -好にするため、 2 メ ガパスカル（MPa) の加圧力で加圧した。

接合時間は全て 10分と し、 被接合材の強度、 耐食性、 靱性を確保 するために接合後の熱処理を焼き鈍し、 焼き入れ +焼き鈍し、 焼き 鈍し +焼き戻し、 焼き入れ +焼き鈍し +焼き戻しを適宜単独で、 あ るいは組み合わせて施した。

これら熱処理の間に被接合材どう しの元素の相互拡散が進行し、 接合部の均質化が進んだが本発明ィ ンサー トメ タル中の析出物の生 成、 増加、 成長は殆ど見られなかった。

次に J 1 SA2号サブサイ ズ丸鋼引張試験装置により接合部の健全性 を調査したが、 本発明イ ンサー ト メ タルを用いた全ての試験片で非 接合面積率は 0 %であった。

更に図 2 に示す要領で丸鋼の軸方向から、 図 3 のよ うな J 1 SA2号 引張試験片 5 を切り出 し、 引張試験機を用いて常温で接合部破断強 度を調査した。

接合部の破断強度は、 被接合材の材質、 板厚、 および使用環境条 件等で決定されるが、 本実施例においては実用上の制限から 400MPa を最低必要強度と して仮に設定し、 この値以上の破断強度が得られ た場合に十分な接合が実現したと判断した。 実験結果を表 5 、 表 6 に併記して示した。

表 5 に示すように、 本発明合金箔を用いた液相拡散接合によって 得られた接合部は、 すべて目標レベルの 400MPa以上の極めて良好な 接合強度を示した。

これに対して、 本発明を満足しない比較合金箔を用いた液相拡散 接合によって得られた接合部は、 すべて目標レベルの 400MPa以下の 接合強度を示し、 全く 満足できる ものではなかった。 個別の結果は 後述する。

図 9 〜図 13は、 本発明の拡散接合用合金箔で規定する成分 （原子 -% ) および厚み、 接合時間と接合部破断強度 （MPa で表す } との関 係で効果を確認するためのものである。 図 9 は、 接合部破断強度に与えるィ ンサー トメ タル中の Vの濃度 の影響を表している。 V濃度が原子％で 0.1%未満の場合には被接 合材合金表面の酸化皮膜を十分に無害化できないために、 接合部破 断強度が低いが、 原子％で 0.1~20.0%の範囲では接合部破断強度 が母材 （被接合材） 並みあるいは母材以上となっており、 Vが効果 的に作用 して酸化皮膜を無害化している。 しかし Vが原子％で 20.0 %を超えるとイ ンサー トメ タルの融点が上昇するために接合時間が 不足して接合部破断強度が低下する。

図 10は同様に S iと接合部破断強度の関係を示した図である。 S iが 1.0%未満および 20.0%超の場合では接合部破断強度が低く 、 1.0 〜 20.0%の場合には高い接合部破断強度を得られる。

図 11は B と接合部破断強度の関係を示した図である。 Bが 1.0% 未満の場合にはィ ンサ一 ト メ タルの融点が高いために、 20.0%超の 場合には接合界面近傍に生成する硼化物のために接合部破断強度が 低下する。 1.0〜20.0%の Bの場合には高い接合部引張強度が得ら れる。

図 12はィ ンサー ト メ タルの厚みと接合破断強度との関係を示した 図である。 厚みが lOO^ m以上の箔では、 接合強度が不十分である こ とが明らかである。

図 13は、 拡散元素と して Bを用いた場合の接合部破断強度（MPa) と接合時間の関係を実験で求め、 その結果を拡散元素と して Pを用 いた場合と比較して示したものである。 この実験の条件は、 表 7 、

図 13、 表 7 、 表 8 から、 Bを拡散元素と した本発明では、 Pを拡 散元素と した場合より接合温度は高いが、 より短時間で目標の接合 部破断強度 400 (MPa) を実現できるこ とが確認できる。

表 6 は本発明合金箔に対する比較合金箔の化学成分組成と、 得ら れた接合部引張破断強度を示したものである。

表 6 に示すように、 比較合金箔 No.200は B含有量が不足したため に融点が 1300°Cを超え、 結果と して破断強度が著し く 低く なつた例 、 No.201は B含有量が高く 、 接合部近傍の被接合合金側に粗大な硼 化物が多数生成して接合部破断強度が低下した例である。

No.202は Si量が不足して融点が 1300°C以上になり、 結果と して接 合部破断強度が著し く 低く なった例、 No.203は S i量が過多となって 接合時に粗大な Si0₂系酸化物がィ ンサ一 ト メ タル中に生成して接合 部破断強度が低下した例である。

No.204は V量が不足して被接合材合金表面に生成した酸化皮膜が 十分に無害化されず接合部破断強度が低く なつた例、 No.205は V量 が過多となつて融点が極めて高く なり、 液相拡散接合が十分に行わ れず接合部破断強度が低く なつた例である。

No.206は Crを多量に含有しているため、 融点が著し く 高く なつて 、 液相拡散接合が十分に行われず接合部破断強度が低く なつた例、 No.207は Niを多く 含有しているため、 Fe相中に Ni相が介在して組織 不均一を生じ靱性を低下させ、 接合部破断強度が低く なつた例であ

O o

No.208は Co量が過多となり、 粗大な金属間化合物が生成して靱性 が低下し、 接合部破断強度が低く なつた例、 No.209は W量が過多と なり、 粗大な金属間化合物が生成して靱性が低下し、 接合部破断強 度が低く なつた例、 No.210は Nb量が過多となり、 Fe— Nb系の金属間 化合物が粗大析出 して脆化し接合部破断強度が低く なつた例である

No.211は Ti量が過多となり、 粗大な金属間化合物の過剰生成によ り粗大な金属間化合物が生成して靱性が低下し、 接合部破断強度が 低く なつた例、 No.212は合金箔厚みが厚過ぎて接合部破断強度が低 く なつた例である。

上記のよう に、 本発明の要件を部分的に満足するが、 本発明の要 件のすべては満足していない比較ィ ンサー ト メ タルを用いた液相拡 散接合によっては、 目標の接合部破断強度 400MPaを実現する こ とが できなかった。

一表 合金箔のィ匕学成分（原子％) 合金箔の 接 合 破断強度

No. B Si V Cr Ni Co W Nb Ti 厚み ( urn) 雰囲気 (Mpa)

1 7. 80 4. 57 1. 50 12 大気 457. 49

2 3. 70 6. 64 4. 94 81 大気 474. 72

3 4. 64 17. 44 3. 69 50 大気 468. 45

4 3. 47 6. 68 12. 35 53 大気 511. 77

5 8. 59 8. 89 14. 32 7 大気 521. 59

6 16. 58 2. 15 3. 29 74 大気 466. 45

7 9. 91 12. 68 10. 29 15 大気 501. 47

8 6. 43 9. 35 14. 75 98 大気 523. 76

9 11. 31 7. 57 10. 49 42 大気 502. 47

10 8. 43 16. 88 19. 93 90 大気 549. 66

11 19. 16 15. 76 9. 15 4. 76 41 大気 495. 73

12 6. 24 8. 90 3. 53 2. 94 71 大気 467. 65

13 10. 65 9. 19 5. 97 0. 45 67 大気 479. 87

14 3. 26 3. 74 10. 89 8. 67 93 大気 504. 47

15 2. 47 12. 28 17. 04 4. 80 82 大気 535. 20

16 9. 00 13. 56 19. 17 14. 93 44 大気 545. 85

17 1. 97 18. 63 14. 53 7. 25 6 大気 522. 63

18 5. 84 18. 25 5. 06 3. 03 92 大気 475. 28

19 17. 05 13. 00 16. 18 13. 25 75 大気 530. 90

20 18. 35 8. 52 19. 01 1. 21 6. 65 17 大気 545. 07

21 3. 60 9. 23 4. 96 17. 87 1. 98 96 大気 474. 79

22 5. 45 12. 08 0. 79 7. 26 11. 89 3 大気 453. 93

23 14. 28 7. 36 8. 93 11. 65 6. 80 3 大気 494. 64

24 12. 74 10. 87 1. 68 0. 33 6. 64 88 大気 458. 39

25 15. 47 12. 67 19. 48 5. 99 11. 85 7 大気 547. 41

表 5— 3

合金箔のィ匕学成分 （原子％) 合金箔の 接 合 破断強度

No. B Si V Cr Ni Co W Nb Ti 厚み （〃m) 雰囲気 (Mpa)

53 14.72 17.82 10.31 15.79 0.82 59 大気 509.76

54 14.97 12.22 19.57 15.93 3.15 54 大気 579.35

55 8.69 10.73 7.37 11.50 4.40 39 大気 530.90

56 16.80 9.73 11.72 0.63 6.61 84 大気 554.86

57 1.83 5.30 18.39 4.32 4.48 26 大気 573.34

58 10.61 1.89 2.60 1.55 2.26 21 大気 478.85

59 3.16 1.28 17.83 18.27 4.30 72 大気 573.53

60 7.45 9.56 16.08 9.82 0.35 41 大気 533.21

61 3.63 17.60 9.86 12.16 0.81 96 大気 505.77

62 9.61 7.82 0.80 4.88 2.64 5.69 11 大気 520.26

63 10.41 2.99 1.56 10.74 4.48 10.00 73 大気 572.61

64 19.33 3.83 7.71 7.51 0.62 8.59 44 大気 554.83

65 7.69 3.04 19.82 11.78 6.39 9.91 88 大気 673.15

66 4.46 19.07 5.43 3.14 5.61 1.56 63 大気 528.88

67 8.32 5.54 20.00 11.75 9.47 8.54 83 大気 684.59

68 15.14 9.55 11.21 16.22 5.67 2.94 71 大気 586.21

69 14.57 10.64 3.65 11.88 8.89 4.70 71 大気 594.79

70 19.09 18.75 16.02 0.52 4.43 5.87 52 大気 621.37

71 17.98 14.51 5.98 8.07 7.12 4.06 4.96 87 大気 619.09

72 11.67 13.43 0.80 17.29 5.88 2.13 9.67 17 大気 605.05

73 10.48 11.21 3.71 1.27 3.63 7.98 5.23 51 大気 602.56

74 19.85 8.59 17.87 10.93 2.44 65 大気 563.73

75 8.89 7.30 1.85 12.91 1.52 13 大気 474.50

76 16.63 2.79 8.27 2.64 9.96 99 大気 590.98

77 15.83 18.29 15.20 0.33 5.59 38 大気 565.12

78 7.40 3.19 2.35 14.33 6.59 54 大気 507.87

79 8.47 13.82 0.50 10.21 4.88 56 大気 486.67

80 11.96 12.18 17.01 7.15 8.89 19 大気 604.58

表 合金箔のィ匕学成分 （原子％) 合金箔の 接 合 破断強度

No. B

15 - Si v Cr Ni Co w Nb Ti 厚み (β ) 雰囲気 (Mpa)

107 19.91 13.77 7.05 4.65 9.48 9.25 76 大気 625.60

108 j 5 19.95 5.77 11, 40 U.48 9.04 4.08 33 大 602.84

109 10.71 19.87 6.71 12.38 1.43 4.17 39 大気 526.88

110 4.61 8.98 2 71 11.55 4.92 5.68 80 大気 558.24

111 5.67 16.14 4.56 4.33 1.02 0.49 4 大気 486.87

112 6.69 1.28 5.46 14.68 1.78 0.53 40 大気 499.35

113 4.49 9.96 7.57 9.69 5.72 2.64 0.43 23 大気 566.97

114 19.33 12.70 10.44 0.24 5.21 9.44 8.99 65 大気 692.31

115 16.58 18.97 3.70 0.13 0.42 5.18 6.58 71 大気 561.63

116 12.82 13.01 12.78 18.91 1.29 4.27 88 大気 556.64

117 2.30 8.20 3.42 3.63 4.97 3.30 40 大気 500.14

118 12.23 8.87 19.13 15.25 1.49 8.27 65 大気 628.31

119 16.93 1.41 14.34 13.58 11.28 6.04 82 大気 563.98

120 4.86 8.42 18.86 13.43 11.49 4.63 95 大気 576.71

121 19.60 5.28 5.17 14.91 1.61 9.45 69 大気 542.00

122 5.77 4.40 4.07 2.29 1.37 5.26 42 大気 512.40

123 6.68 18.42 0.52 15.94 6.73 4.54 71 大気 488.95

124 9.95 8.89 2.10 1.32 9.32 4.41 90 大気 495.75

125 5.19 3.42 14.26 5.77 1.45 8.97 6.63 66 大気 657.41

126 18.48 11.83 1.77 19.52 10.28 3.94 1.74 73 大気 510.43

127 1.02 10.77 7.08 15.79 2.70 9.59 7.05 86 大気 630.66

128 6.58 6.08 11.42 8.47 11.84 5.26 5.41 52 大気 587.24

129 4.69 4.22 9.12 5.68 10.12 9.13 3.43 77 大気 587.00

130 7.26 11.76 0.43 18.62 13.90 6.98 4.11 35 大気 533.86

131 11.26 17.62 3.71 4.39 1.96 7.31 3.61 93 大気 570.55

132 11.81 3.26 5.15 10.04 11.53 8.21 9.14 49 大気 630.92

133 13.62 1.74 3.70 14.32 5.61 1.86 0.31 18 大気 489.63

合金箔の化学成分 （原子 合金泊 の 接 合 破断強度

NO. B Si V Cr Ni Co w Nb Ti 厚み ( im) (Mpa; 表 分囲気

134 i. 46 1. 29 13. 39 6. 92 12. 70 0. 77 5. 85 l. 04 68 大気 573. 91

,5

135 5. 49 2. 62 14. 16 18. 12 12. 92 8. 65 6. 98 6. 05 57 大気 704. 55

136 6 12. 54 4. 83 2. 67 1. 79 0. 95 5. 46 6. 90 0, 69 92 大気 571. 78

137 9. 04 1. 95 11. 42 2. 11 2. 58 2. 30 54 大気 530. 12

138 2. 24 6. 25 3. 74 14. 65 14. 52 2. 17 19 大気 490. 43

139 8. 17 2. 72 0. 80 6. 26 9. 54 8. 20 53 大気 535. 98

140 2. 21 1. 34 19. 08 5. 51 5. 26 5. 81 37 大気 586. 08

I4l 3. 95 4. 82 9. 22 7. 82 13. 18 9. 04 36 大気 559. 37

142 8. 73 7. 41 1. 37 7. 94 6. 61 3. 31 63 大気 480. 03

143 2. 96 16. 44 3. 71 9. 10 2. 93 3. 67 47 大気 497. 92

144 19. 83 6. 35 16. 98 8. 77 2. 69 5. 01 98 大気 575. 02

145 10. 65 7. 92 7. 77 0. 62 13. 83 7. 24 64 大気 546. 74

146 8. 29 11. 86 18. 68 4. 40 2. 03 7. 27 8. 57 57 大気 676. 14

147 12. 48 9. 18 4. 45 13. 70 5. 66 2. 62 2. 97 67 大気 519. 23

148 1. 13 3. 25 16. 50 11. 15 13. 27 7. 44 9. 87 61 大気 676. 00

149 7. 55 2. 07 1. 01 14. 67 4. 39 3. 04 4. 59 59 大気 513. 06

150 7. 01 15. 99 19. 06 13. 96 7. 19 6. 00 0. 67 17 大気 592. 67

I5l 10. 74 11. 24 12. 02 4. 16 12. 67 7. 40 7. 24 10 大気 619. 85

152 7. 87 3. 01 12. 23 2. 17 3. 48 2. 41 4. 53 76 大気 571. 47

153 15. 19 15. 78 5. 53 14. 24 5. 95 2. 78 8. 65 70 大気 574. 67

154 9. 86 2. 21 0. 81 3. 72 2. 89 1. 58 2. 24 88 大気 487. 86

155 16. 33 10. 22 3. 63 11. 65 9. 92 6. 00 3. 65 6. 84 68 大気 606. 81

156 14. 65 4. 92 12. 43 9. 16 6. 86 6. 26 6. 64 6. 55 92 大気 673. 63

157 14. 80 15. 17 4. 64 1. 14 9. 84 8. 23 6. 08 2. 49 98 大気 617. 96

158 12. 08 9. 34 9. 42 0. 61 10. 36 7. 11 23 大気 568. 18

159 5. 88 14. 39 16. 38 15. 09 11. 60 2. 48 59 大気 556. 75

160 7. 91 14. 37 7. 19 19. 11 14. 79 4. 42 93 大気 530. 13

表 '5 _ 7

合金箔のィ匕学成分 （原子％) 合金箔の 接 合 破断強度

No. B Si V Cr Ni Co W Nb Τί 厚み ( m) 雰囲気 (Mpa)

161 19.77 15.75 8.13 7.39 7.89 4.30 47 大気 520.75

162 16.61 14.57 12.56 7.24 7.01 8.86 79 大気 574.85

163 19.01 1.91 11.09 3.15 2.77 5.25 32 大気 542.22

164 14.06 16.47 11.17 17.00 8.49 5.43 94 大気 549.32

165 10.41 8.85 2.51 15.29 10.85 8.18 25 大気 527.95

166 4.63 7.65 2.80 18.84 6.97 8.38 6 大気 531.01

167 5.11 19.97 17.17 17.39 13.25 7.89 0.65 80 大気 619.35

168 1.83 4.75 2.25 4.13 0.55 4.35 0.61 52 大気 509.03

169 16.52 5.86 1.58 2.94 13.04 0.31 0.91 5 大気 467.38

170 1.01 8.12 10.48 14.35 9.22 3.62 0.65 55 大気 532.88

171 4.88 9.32 6.28 19.41 11.52 3.51 1.42 84 大気 517.29

172 3.08 13.42 11.96 14.30 4.73 3.77 8.13 46 大気 601.23

173 1.87 12.91 15.79 17.48 9.31 5.03 2.06 89 大気 595.73

174 7.74 5.88 13.35 8.73 14.47 6.24 4.82 87 大気 617.69

175 4.04 17.10 14.91 17.20 2.45 5.41 3.18 97 大気 604.12

176 1.66 19.61 0.93 17.55 13.52 5.53 3.59 2.71 62 大気 556.75

177 6.24 19.25 13.92 15.02 1.46 1.60 7.74 9.12 20 大気 662.71

178 15.43 19.72 17.58 7.50 11.02 6.95 8.43 2.72 10 大気 688.17

179 17.82 15.25 5.18 1.04 6.34 14.40 2.83 90 大気 504.20

180 12.28 19.54 8.39 13.04 12.39 3.05 6.35 28 大気 555.47

181 8.74 5.22 7.05 7.49 11.87 7.41 0.61 59 大気 491.39

182 10.94 11.22 18.37 6.86 8.04 9.68 7.41 22 大気 593.73

183 19.84 7.90 3.46 14.04 3.88 10.60 3.74 41 大気 493.49

184 15.17 7.07 0.99 0.60 8.41 10.89 5.46 17 大気 493.20

185 16.97 16.87 4.56 12.90 1.64 11.17 6.31 86 大気 523.26

186 6.76 6.99 10.54 19.46 12.18 1.62 8.65 83 大気 571.92

187 13.40 16.75 15.27 7.52 1.03 6.61 8.90 50 大気 581.53

表 5— 8

合金箔の匕学成分（原子％) tl 接 J flKw!

No. R Si V Cr Ni Γη W Nh i IS iwya

188 13 93 15 26 in 43 7Q 1 73 3 fi8 女 J4J. O

189 1 11 in fin Ifi 53 8 u.77 9· 8 u»u 7 1Q RQ 女

190 l . UO 4 fii OO J. UO 7 41 7 女 30 40

191 18.85 16.10 18.68 0.93 1.64 11.88 4.55 7 41 女^

192 10.51 4.89 4.35 16.88 1.45 13.26 7.07 4.10 68 大気 /

193 17.18 12.23 4.02 16.47 12.78 8.57 4.84 0.96 39 大気 511.62

194 19.49 1.69 6.35 2.44 4.71 4.90 9.72 9.92 84 大気 658.33

195 17.82 18.84 13.60 0.66 10.93 10.19 1.08 0.70 82 大気 534.37

196 6.87 14.37 3.18 14.83 0.31 10.37 5.48 7.36 30 大気 579.59

197 18.80 18.48 18.86 8.93 2.21 13.78 0.65 7.85 2.43 43 大気 625.18

198 4.34 10.19 7.71 18.13 0.83 2.78 3.08 2.40 9.61 70 大気 612.98

199 3.39 10.88 3.21 10.40 10.98 5.32 5.34 8.54 0.15 12 大気 580.47

表 6

合金箔のィ匕学成分 （原子％) 八口 法 1¾ ム口

Μ ；

lNπU, D 01 V し Γ し w t U T 1 1i ί目 { // m 11リ \ 分 Ed ^

U. 11U, θ θ7 ( ID. DU 女八^ X ί Π 19 ος i 1

UJL 1

乙 π on 1 c

U. ID QO 97 八 x Lo , 丄 Ό

1 c: e π OR 1丄丄1， 1丄丄1 +ノ x¾ Π 99 \ 12.16 23.11 10.15 一 Aナ Q9Q 1

X、 丄 ο

204 3.20 4.04 0.02 52.33 大気 0.01

205 11.25 19.59 31.44 59.03 大気 323.50

206 5.85 6.05 12.51 25.38 59.38 大気 176.66

207 4.54 16.83 17.09 18.16 48.16 大気 289.02

208 12.07 18.75 10.27 19.95 7.73 大気 302.65

209 17.62 19.50 9.13 13.15 11.48 93.12 大気 132.07

210 18.83 7.37 6.83 12.66 63.58 大気 145.51

211 6.57 1.04 8.63 3.14 14.37 83.45 大気 132.82

212 16.79 2.38 2.78 4.45 150.32 大気 198.86

表 7 イ ンサー トメ タル化学成分 （原子％) 、 厚み 30〃 m

被接合材化学成分 ： STK400に準ずる

表 8 接合温度、 突き合わせ応力

第 2 発明によれば、 各種の F e基材料 （厚綱板、 鋼管、 条鋼、 鉄筋 、 棒鋼等） を接合対象と して、 酸化雰囲気中での液相拡散接合を可 能と し、 短時間で破断強度の高い接合部を確保するこ とを可能にす るものであり、 液相拡散接合の特長を F e基材料の接合にも有効に生 かすこ とができ、 接合施工のェ期を大幅に短縮するこ とが可能にな つた。

実施例 3

第 3 発明の液相拡散接合用合金を用い、 Fe基材料を被接合材とす る液相拡散接合を実施した。 実施条件と実施結果を、 比較例の場合 とと もに表、 図を用いて以下に説明する。

第 1 発明の第 1 〜第 4観点の何れかの成分組成 （原子％) 有する 、 合金約 1 00 gを、 単ロール法 （冷却ロール ： C u合金製 300πιπ)径） にて急冷して、 板幅 2 〜21 5mm 、 板厚 3. 0 ~ 200〃 mの実質的に非 晶質の結晶構造を有する合金箔と した。

- この際の冷却ロールの周速は 5. 0〜1 5. 0 m / s の間に保持した。 この実施例での本発明合金箔の成分組成 （原子％) は表 9 (表 9 一 1 〜 9 一 8 ) に示す通り、 何れも Feを基材と しており、 表 9 中の 各成分の和と 100%との差が Feと不可避の不純物の合計濃度を意味 する。

本発明合金箔に対する比較合金箔の成分組成 （原子％) は表 10に 示した。 本発明合金箔と同様、 何れも Feを基材と しており、 表 10中 の各成分の和と 100%との差が Feと不可避の不純物の合計濃度を意 味する。 表 10の比較合金箔は表 1 の本発明合金箔の場合と全く 同様 に して製造したものである。

表 9 の No. 1 〜 199 に示される、 第 1 発明の第 1 〜第 5観点の何 れかを満足する合金箔 （以下 「本発明イ ンサー トメ タル」 という） および表 2 の No.200〜212 に示される比較合金箔 （従来型イ ンサー ト メ タルを含み、 以下 「比較イ ンサー トメ タル」 という） を用いて 液相拡散接合を実施した。

この実施に際しては、 本発明イ ンサ一 卜メ タルは 3.0〜100 u m 厚 X 20mm径、 比較ィ ンサ一 トメ タルは 7.67〜234. 10 m厚 x 20mm径 の円盤状と し、 被接合材である Fe基材料 （STK400) を用意し、 図 1 に示すごと く被接合材である丸鋼 （径 20画） と丸鋼 （径 20ram) 間に 挟み込んだ。

図 1 において 1 、 1 は被接合材 （丸鋼） 、 2 は液相拡散接合用合 金 （イ ンサー トメ タル） である。

液相拡散接合雰囲気は大気と し、 接合温度を各合金箔の融点直上 〜融点 + 50°Cの範囲と し、 大型加熱炉を用いて目標温度を実質的に 900〜 1300°Cに設定して液相拡散接合を実施した。

この際、 被接合材 1 とイ ンサー トメ タル 2 を、 両者の密着性を良 好にするため、 2 メ ガパスカル（MPa) の加圧力で加圧した。

接合時間は全て 10分と し、 被接合材の強度、 耐食性、 靱性を確保 するために接合後の熱処理を焼き鈍し、 焼き入れ +焼き鈍し、 焼き 鈍し +焼き戻し、 焼き入れ +焼き鈍し +焼き戻しを適宜単独で、 あ るいは組み合わせて施した。

これら熱処理の間に被接合材どう しの元素の相互拡散が進行し、 接合部の均質化が進んだが、 本発明イ ンサー トメ タル中の析出物の 生成、 増加、 成長は殆ど見られなかった。

次に J I SA2号サブサイズ丸鋼引張試験装置により接合部の健全性 を調査したが、 本発明イ ンサー ト メ タルによる全ての試験片で非接 合面積率は 0 %であった。

更に図 2 に示す要領で丸鋼の軸方向から、 図 3のような J I SA2号 引張試験片 5を切り出し、 引張試験機を用いて常温で接合部破断強 度を調査した。

接合部の引張破断強度は、 被接合材の材質、 板厚、 および使用環 境条件等で決定されるが、 本実施例においては実用上の制限から 40 OMPaを最低必要強度と して仮に設定し、 この値以上の破断強度が得 られた場合に十分な接合が実現したと判断した。 実験結果を表 9 、 表 10に併記して示した。

表 9 に示すように、 本発明合金箔を用いた液相拡散接合によって 得られた接合部は、 すべて目標レベルの 400MPa以上の極めて良好な 接合強度を示した。

これに対して、 本発明を満足しない比較合金箔を用いた液相拡散 接合によって得られた接合部は、 すべて目標レベルの 400MPa以下の 接合強度を示し、 全く満足できるものではなかった。 個別の結果は 後述する。

図 1 4〜図 1 9は、 本発明の拡散接合用合金箔で規定する成分 （原子 -% ) および厚み、 接合時間と接合部破断強度 { MPa で表す } との関 係を確認し、 図 20は熱影響部 （母材） の靱性を確認するためのもの である。

図 14は、 接合部破断強度に与えるイ ンサー 卜 メ タル中の Vの濃度 の影響を表している。 V濃度が原子％で 0.1%未満の場合には被接 合材合金表面の酸化皮膜を十分に無害化できないために、 接合部破 断強度が低いが、 原子％で 0.1〜20.0%の範囲では接合部破断強度 が母材 （被接合材） 並みあるいは母材以上となっており、 Vが効果 的に作用 して酸化皮膜を無害化している。 しかし Vが原子％で 20.0 %を超えるとィ ンサ一 トメ タルの融点が上昇するために接合時間が 不足して接合部破断強度が低下する。

図 15は同様に P と接合部破断強度の関係を示した図である。 が 1.0%未満および 20.0%超の場合では接合部破断強度が低く 、 1.0 〜20.0%の場合に目標の接合部破断強度が得られる。

図 16は B と接合部破断強度の関係を示した図である。 Bが 1.0% 未満の場合にはィ ンサー トメ タルの融点が高いために、 20.0%超の 場合には接合界面近傍に生成する硼化物のために接合部破断強度が 低下する。 1.0〜 20.0%の場合に目標の接合部破断強度が得られる 図 17は同様に Siと接合部破断強度の関係を示した図である。 Siが 1.0%未満および 10.0%超の場合では接合部破断強度が低く 、 1.0 〜 10.0%の場合に目標の接合部破断強度が得られる。

図 18はィ ンサー トメ タルの厚みと接合部破断強度との関係を示し た図である。 厚みが 200 ^ m以上では接合部破断強度が不十分であ る こ とが明らかである。

図 19は拡散元素と して P と Bを併用 した場合の接合部引張破断強 度（MPa) と接合時間の関係を示した図である。

- 接合時間は拡散元素と して Bを単独で用いた場合並に短時間にす るこ とができ、 P単独で用いた場合に比し、 接合時間を大幅に短縮 するこ とができる。

図 20は P と Bを併用 した場合の被接合部の熱影響による靱性の評 価結果を示した図である。

接合温度が Pによ って 1050°C以下になるため、 被接合材 （母材） に対する熱影響を小さ く して、 母材の靱性を高め、 結果と して接合 部の破断強度を高められる。

なお、 こ こでの靱性は、 接合済みの丸鋼試験片から J1S4号シャル ピー衝撃試験片を採取し、 この試験片について衝撃試験を実施し、 母材 （STK400) の熱影響部の結晶粒の粗大化を評価して得られたも のであり、 籾性の閾値については、 一般構造材に要求される場合の 多い 50Jを評価基準値と して選んだ。

表 10は本発明合金箔に対する比較合金箔の化学成分組成と、 得ら れた接合部引張破断強度を示したものである。

表 10に示すよう に、 比較合金箔 No.200は P含有量が不足したため に融点が 1300°Cを超え、 結果と して破断強度が著し く 低く なつた例 、 No.201は P含有量が高く 、 接合部近傍に粗大な金属化合物が生成 して接合部破断強度が低下した例である。

No.202は B量が不足して融点が 1300°C以上になり液相拡散も不十 分であり、 結果と して接合部破断強度が著し く 低く なつた例、 No.2 03は B量が過多となって接合時に粗大な硼化物が生成して接合部破 断強度が低下した例である。

No.204は Si量が不足して融点が 1300^DC以上になり、 結果と して接 合部破断強度が著し く低く なつた例、 No.205は Si量が過多となって 接合時に粗大 SiO 系の酸化物が生成して接合部破断強度が低下した 例である。

- No.206は V量が不足して被接合材合金表面に生成した酸化皮膜が 十分に無害化されず接合部破断強度が低く なつた例、 No.207は V量 が過多となって融点が極めて高く なり、 液相拡散接合が十分に行わ れず接合部破断強度が低く なつた例である。

No. 208は C rを多量に含有しているため、 融点が著し く 高く なつて 、 液相拡散接合が十分に行われず接合部破断強度が低く なつた例、 No. 209は N iを多 く 含有しているため、 Fe相中に Nけ目が介在して組織 不均一を生じて靱性を低下させ、 接合部破断強度が低く なった例で ある。

No. 210は Co量が過多となり、 粗大な金属間化合物が生成して靱性 が低下し、 接合部破断強度が低く なつた例、 No. 21 1は W量が過多と なり、 粗大な金属間化合物が生成して靱性が低下し、 接合部破断強 度が低く なつた例、 No. 212は Nb量が過多となり、 F e— Nb系の金属間 化合物が粗大析出して脆化し接合部破断強度が低く なつた例である

No. 213は T i量が過多となり、 粗大な金属間化合物の過剰生成によ り粗大な金属間化合物が生成して靱性が低下し、 接合部破断強度が 低く なつた例、 No. 214は合金箔厚みが厚過ぎて接合不十分になり接 合部破断強度が低く なつた例である。

上記のように、 本発明の要件を部分的に満足するが、 本発明のす ベての要件は満足していない比較イ ンサ一 トメ タルを用いた液相拡 散接合によっては、 目標の接合部破断強度 400MPaを達成するこ とは できなかった。

箔のィ 源子％) 合金泊の 接 合 薩嫩

N表o. B P Si V Cr Ni Co W Nb Ti 厚 ^m) 棚気 (Mpa)

159 •1 15.27 11.75 1.70 11.64 12.59 11.30 2.16 4.17 34 入: ¾ 556.66

152 16.27 19.37 2.24 19.48 7.36 7.29 2.81 5.11 38 大気 616.42

153 7 11.28 5.42 3.33 15.11 1.43 5.49 1.38 5.36 41 582.24

154 6.14 17.74 9.79 9.40 2.79 14.16 2.56 4.94 16 大気 562.19

155 19.97 16.06 8.30 16.33 12.54 0.24 6.62 2.65 1.90 23 631.54

156 6.18 16.70 8.17 11.91 2.94 3.99 8.16 9.99 1.38 42 672.10

157 2.32 7.15 9.33 12.31 9.61 7.61 2.74 0.64 2.79 62 大気 565.70

158 4.75 19.41 2.30 3.29 1.00 12.44 2.07 52 大気 487.18

159 19.22 8.75 8.26 12.57 6.13 2.99 4.66 92 Am 559.48

160 11.21 17.07 1.92 4.23 11.83 0.77 9.10 18 562.16

161 3.50 11.62 5.77 16.84 8.68 1.81 0.10 66 534.91

162 18.82 4.60 9.62 11.18 15.03 1.58 1.37 52 大気 515.50

163 14.31 13.28 5.26 5.64 5.45 10.98 2.72 11 大 497.26

164 17.19 8.66 2.81 13.17 19.25 7.57 9.84 86 594.57

165 18.17 7.77 5.63 10.33 7.02 9.92 2.42 84 521.02

166 14.36 2.01 8.75 8.79 16.69 2.29 1.44 74 495.45

167 7.75 7.06 1.03 12.42 9.85 10.65 8.09 2.83 59 < 612.81

168 6.77 12.98 1.66 11.18 3.08 5.32 5.44 4.35 41 大気 590.72

169 18.80 3.71 5.62 3.40 7.11 0.80 2.37 2.35 27 大気 507.22

170 9.44 7.76 9.71 5.26 0.44 14.95 9.83 7.64 35 大気 606.21

I7l 18.79 4.53 9.71 2.40 18.21 0.77 4.40 7.06 97 大気 549.28

172 4.99 15.81 1.00 11.48 0.99 12.99 6.21 8.57 98 大気 619.38

173 8.09 2.04 5.56 6.50 18.75 2.36 0.19 7.46 14 大気 544.05

174 16.07 7.61 2.28 19.20 15.71 12.72 1.85 4.41 46 大気 599.73

175 10.91 17.52 5.45 8.90 3.98 13.89 9.27 3.66 68 大気 616.54

第 3発明によれば、 拡散元素と して P と Bを併用 しており、 各種 の F e基材料 （厚鋼板、 鋼管、 条鋼、 棒鋼等） を接合対象と して、 酸 化雰囲気中で液相拡散接合を高温で実施しても、 被接合材 （母材） に対して熱影響が小さ く 破断強度の高い接合部を短時間で確保する こ とを可能にする ものであり、 液相拡散接合の特長を、 F e基材料の 接合にも有効に生かすこ とができ、 溶接による接合の場合に比し、 接合施工のェ期を大幅に短縮するこ とが可能になった。 産業上の利用可能性

本発明は、 拡散元素と して P と Bを併用 しており、 各種の F e基材 料 （厚鋼板、 鋼管、 条鋼、 棒鋼等） を接合対象と して、 酸化雰囲気 中で液相拡散接合を高温で実施しても、 被接合材 （母材） に対して 熱影響が小さ く かつノも し く は破断強度の高い接合部を、 短時間で 確保するこ とを可能にする ものであり、 液相拡散接合の特長を、 F e 基材料の接合にも有効に生かすこ とができ、 溶接による接合の場合 に比し、 接合施工のェ期を大幅に短縮することが可能になる。

Claims

1 . 原子％で、

P ： 1.0〜20.0%

Si ： 1.0〜20.0%、

V ： 0.1〜20.0%、

を含有し、 残部は実質的に Feおよび不可避の不純物からなる組成を 有し、 厚さ力く 3.0〜100 m求であるこ とを特徴とする酸化雰囲気中 で接合可能な Fe基材料の液相拡散の接合用 Fe基合金箔。

2. 原子％で、

P 1.0〜20.0%、

囲

Si 1.0〜20.0%、

V 0.卜 20.0%

を含有し、

Cr ： 0.卜 20.0%、

Ni ： 0.1〜15.0%、

Co ： 0.1-15.0%

の一種または二種以上を含有し、 残部は実質的に Feおよび不可避の 不純物からなる組成を有し、 厚さ力く 3.0〜100 mであるこ とを特 徴とする酸化雰囲気中で接合可能な Fe基材料の液相拡散接合用 Fe基 合金箔。

3 . 原子％で、

P ： 1.0〜20.0%、

Si ： 1.0〜20.0%、

V ： 0.1〜20.0%

を含有し、

W ： 0.1〜 10.0%、 Nb： 0.卜 10.0%、

Ti ： 0.ト 10.0%

の一種または二種以上を含有し、 残部は実質的に Feおよび不可避の 不純物からなる組成を有し、 厚さ力く 3.0〜100 mである こ とを特 徴とする酸化雰囲気中で接合可能な Fe基材料の液相拡散接合用 Fe基 合金箔。

4 . 原子％で、

P 1.0〜20.0%、

Si 1.0-20.0%、

V 0.1〜20.0%

を含有し、

Cr 0.ト 20.0%、

Ni 0.1-15.0%、

Co 0.1〜15.0%

の一種または二種以上を含有し、 さ らに

W ： 0.1〜10.0%

Nb ： 0.1〜 10.0%、

Ti ： 0.卜 10.0%

の一種または二種以上を含有し、 残部は実質的に Feおよび不可避の 不純物からなる組成を有し、 厚さ力く 3.0〜100 mであるこ とを特 徴とする酸化雰囲気中で接合可能な Fe基材料の液相拡散接合用 Fe基 口 泊 ο

5. 組織の構造が実質的に非晶質であるこ とを特徴とする請求項 1 〜 4 のいずれかに記載の酸化雰囲気中で接合可能な Fe基材料の液 相拡散接合用 Fe基合金箔。

-

6. 原子％で、

B 1.0-20.0%、 Si 1.0 20· 0%

V 0.卜 20.0%

を含有し、 残部は実質的に Feおよび不可避の不純物からなる組成を 有し、 厚さが 3.0 100 〃 mである こ とを特徴とする酸化雰囲気中 で接合可能な Fe基材料の液相拡散接合用 Fe基合金箔。

7 . 原子％で、

B 1.0 20· 0%

Si 1.0 20· 0%

V 0.卜 20.0%

を含有し、

Cr 0. 20.0%

Ni 0.1 15.0%、

Co 0.卜 15.0%

の一種または二種以上を含有し、 残部は実質的に Feおよび不可避の 不純物からなる組成を有し、 厚さ力く 3.0 100 // mであるこ とを特 徴とする酸化雰囲気中で接合可能な Fe基材料の液相拡散接合用 Fe基 合金箔。

8 . 原子％で、

B 1.0-20.0%

Si 1.0 20.0%

V 0.1 20.0%

を含有し、

W 0.卜 10.0%

Nb 0.卜 10.0%

Ti 0.1 10.0%

の一種または二種以上を含有し、 残部は実質的に Feおよび不可避の 不純物からなる組成を有し、 厚さ力く 3.0 100 〃 mであるこ とを特 徴とする酸化雰囲気中で接合可能な Fe基材料の液相拡散接合用 Fe基 合金箔。

9. 原子％で、

B 1.0〜20.0%、

Si 1.0〜20.0%、

V 0.卜 20.0%

を含有し、

Cr 0.1〜20.0%、

Ni 0.卜 15.0%、

Co 0.卜 15.0%

の一種または二種以上を含有し、 さ らに

W 0.1〜10.0%

Nb 0.1〜10.0%

T1 ： 0.1〜10.0%

の一種または二種以上を含有し、 残部は実質的に Feおよび不可避の 不純物からなる組成を有し、 厚さが 3.0〜100 mであるこ とを特 徴とする酸化雰囲気中で接合可能な Fe基材料の液相拡散接合用 Fe基 合金箔。

10. 組織の構造が実質的に非晶質であるこ とを特徴とする請求項 6 〜 9 のいずれかに記載の酸化雰囲気中で接合可能な Fe基材料の液 相拡散接合用 Fe基合金箔。

11. 原子％で、

P 1.0〜20.0%、

Si 1.0〜 10.0%、

V 0.1〜20.0%、

B 1.0〜20.0%

を含有し、 残部は実質的に Feおよび不可避の不純物からなる組成を 有し、 厚さ力く 3.0〜200 〃 mである こ とを特徴とする酸化雰囲気中 で接合可能な Fe基材料の液相拡散接合用 Fe基合金箔。

12. 原子％で、

P 1.0〜20.0%

Si 1.0〜10.0%

V 0.卜 20.0%

B 1.0〜20.0%

を含有し、

Cr ： 0.卜 20.0%、

Ni ： 0.卜 15.0%、

Co ： 0.卜 15.0%

の一種または二種以上を含有し、 残部は実質的に Feおよび不可避の 不純物からなる組成を有し、 厚さ力く 3.0〜200 ； u mであるこ とを特 徵とする酸化雰囲気中で接合可能な Fe基材料の液相拡散接合用 Fe基 合金箔。

13. 原子％で、

P 1.0-20.0%、

Si 1.0〜10· 0%、

V 0.卜 20.0%、

B 1.0〜20.0%

を含有し

W 0.1〜10.0%

Nb 0.卜 10.0%

Ti 0.1〜10.0%

の一種または二種以上を含有し、 残部は実質的に Feおよび不可避の 不純物からなる組成を有し、 厚さ力く 3.0〜200 /z mであるこ とを特 徴とする酸化雰囲気中で接合可能な Fe基材料の液相拡散接合用 Fe基 合金箔。

14. 原子％で、

P 1.0〜20.0%

Si 1.0〜 10.0%

V 0.卜 20.0%

B 1.0〜20.0%

を含有し、

Cr 0.1〜20.0%、

Ni 0.1〜15.0%、

Co 0.1-15.0%

の一種または二種以上を含有し、 さ らに

W ： 0.1〜 10.0%、

Nb ： 0.ト 10.0%、

Ti ： 0.卜 10.0%

の一種または二種以上を含有し、 残部は実質的に Feおよび不可避の 不純物からなる組成を有し、 厚さ力 < 3.0〜200 mであるこ とを特 徴とする酸化雰囲気中で接合可能な Fe基材料の液相拡散接合用 Fe基 合金箔。

15. 組織の構造が実質的に非晶質であるこ とを特徴とする請求項 11〜 14のいずれかに記載の酸化雰囲気中で接合可能な Fe基材料の液 相拡散接合用 Fe基合金箔。