JPH01136939A - 熱間加工性に優れたＮｉ基超合金の製造方法 - Google Patents
熱間加工性に優れたＮｉ基超合金の製造方法Info
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- JPH01136939A JPH01136939A JP29502087A JP29502087A JPH01136939A JP H01136939 A JPH01136939 A JP H01136939A JP 29502087 A JP29502087 A JP 29502087A JP 29502087 A JP29502087 A JP 29502087A JP H01136939 A JPH01136939 A JP H01136939A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、Ｎｉ基超合金の、凝固中に生じる析出物およ
び金属間化合物を母合金中に固溶させ、熱間加工性を著
しく向上させたＮｉ基超合金の製造方法に関するもので
ある。
び金属間化合物を母合金中に固溶させ、熱間加工性を著
しく向上させたＮｉ基超合金の製造方法に関するもので
ある。
従来の技術
油井用鋼管として用いられるインコネル６２５は現在、
鋳塊→分塊圧延→熱間押し出し→表面精製の工程を経て
最終製品となる。しかしながら、インコネル８２５は熱
間加工性が著しく悪く、分塊圧延あるいは、熱間押し出
しの工程において、加工中に鋼塊あるいはチューブに割
れが発生して、表面性状を損なうばかりでなく、製品に
重大な欠陥を残し、歩留まりを著しく低下させる。
鋳塊→分塊圧延→熱間押し出し→表面精製の工程を経て
最終製品となる。しかしながら、インコネル８２５は熱
間加工性が著しく悪く、分塊圧延あるいは、熱間押し出
しの工程において、加工中に鋼塊あるいはチューブに割
れが発生して、表面性状を損なうばかりでなく、製品に
重大な欠陥を残し、歩留まりを著しく低下させる。
熱間加工性を向上させる方法として、特公昭ＢＯ−２３
９０５にみられるように高炭素高クロムニッケル耐熱鋼
の場合、液相線温度から７００℃までの平均冷却速度を
３０℃／分以上にすることにより、析出炭化物の形態を
微細にする方法がある。また、特開昭８０−１６８１５
０にみられるように、連続鋳造時に、鋳片内部の平均冷
却速度を３℃／分以下にすることにより、ＰやＭｎのミ
クロ偏析を軽減する方法がある。
９０５にみられるように高炭素高クロムニッケル耐熱鋼
の場合、液相線温度から７００℃までの平均冷却速度を
３０℃／分以上にすることにより、析出炭化物の形態を
微細にする方法がある。また、特開昭８０−１６８１５
０にみられるように、連続鋳造時に、鋳片内部の平均冷
却速度を３℃／分以下にすることにより、ＰやＭｎのミ
クロ偏析を軽減する方法がある。
しかしながら、特公昭［ｆＯ−２３９０５の場合では、
析出物は、組織中に微細に分散するが、インコネル６２
５にみられ、特に１０００℃以下で熱間加工性を著しく
低下させる金属間化合物（Ｌａｖｅｓ相：（Ｘｉ。
析出物は、組織中に微細に分散するが、インコネル６２
５にみられ、特に１０００℃以下で熱間加工性を著しく
低下させる金属間化合物（Ｌａｖｅｓ相：（Ｘｉ。
０ｒ）２ （Ｈｂ、Ｍｏ））の生成を防止することは困
難である。また、特開昭１３１−１５７Ｅｉ１２の場合
では、析出物の個数は減少するが、それらは粗大化して
おり、加工時の割れの発生起点となりうる。
難である。また、特開昭１３１−１５７Ｅｉ１２の場合
では、析出物の個数は減少するが、それらは粗大化して
おり、加工時の割れの発生起点となりうる。
また、発明者等は、鉄と鋼、１８８７．５１９６におい
て、インコネル８２５を３０℃／分、および３℃／分の
冷却速度で一方向凝固した場合の、各溶質元素の偏析度
、析出物側数の関係を明らかにしたが、更に、熱間加工
性を著しく低下させるＬａｖｅｓ相を減少させる必要性
がある。
て、インコネル８２５を３０℃／分、および３℃／分の
冷却速度で一方向凝固した場合の、各溶質元素の偏析度
、析出物側数の関係を明らかにしたが、更に、熱間加工
性を著しく低下させるＬａｖｅｓ相を減少させる必要性
がある。
発明が解決しようとする問題点
即ち、本発明は、Ｎｉ基超合金のあるインコネルＥ１２
５の鋳造の際、冷却速度を制御することにより、鋳造組
織に見られる析出炭化物および金属間化合物を減少させ
、優れた熱間加工性を持つ鋳造材を得ることを目的とす
る。
５の鋳造の際、冷却速度を制御することにより、鋳造組
織に見られる析出炭化物および金属間化合物を減少させ
、優れた熱間加工性を持つ鋳造材を得ることを目的とす
る。
問題点を解決するための手段
本発明の上記目的を達する手段は、以下に述べる冷却速
度をとる点にある。即ち、液相線温度から１２５０℃ま
での平均冷速を１０℃／分以上にし、１２５０℃から１
１００℃までの平均冷速を５℃／分以下にし、１１００
℃から７００℃までの平均冷速を３０℃／分以上とする
ことを特徴とする。
度をとる点にある。即ち、液相線温度から１２５０℃ま
での平均冷速を１０℃／分以上にし、１２５０℃から１
１００℃までの平均冷速を５℃／分以下にし、１１００
℃から７００℃までの平均冷速を３０℃／分以上とする
ことを特徴とする。
本発明により鋳造したインコネル６２５の鋳造組織は析
出炭化物個数が急冷材に比較して少なく、平均粒径は、
徐冷材に比較して微細であり、また、金属間化合物は形
成されない組織となっている。尚本発明の冷却法に適す
る合金は、化学組成が重量で、Ｃ：０．１０％以下、Ｓ
ｉ ： ０．５％以下、Ｍｎ：０．５％以下、Ｃｒ ：
２０．０〜２３．０％、Ｍｏ：８．０〜１０．０％、
Ｈｂ：３．１５〜４．１５％、Ｔｉ ： ０．４％以下
、Ｆｅ ： ５．０％以下を含み、残部が１及び不可避
的不純物からなるＮｉ基超合金のあり、たとえばインコ
ネル６２５が挙げられる。
出炭化物個数が急冷材に比較して少なく、平均粒径は、
徐冷材に比較して微細であり、また、金属間化合物は形
成されない組織となっている。尚本発明の冷却法に適す
る合金は、化学組成が重量で、Ｃ：０．１０％以下、Ｓ
ｉ ： ０．５％以下、Ｍｎ：０．５％以下、Ｃｒ ：
２０．０〜２３．０％、Ｍｏ：８．０〜１０．０％、
Ｈｂ：３．１５〜４．１５％、Ｔｉ ： ０．４％以下
、Ｆｅ ： ５．０％以下を含み、残部が１及び不可避
的不純物からなるＮｉ基超合金のあり、たとえばインコ
ネル６２５が挙げられる。
作用
本発明は、先ずインコネル６２５を真空溶解あるいは、
ＡＯＤで標記の成分に調整した後、造塊あるいは連続鋳
造を行なう、その際、液相線温度から、１２５０℃まで
の平均冷却速度を冷却水のコントロールにより、１０℃
／分以上とする。この結果、凝固組織は微細になり、ま
た、析出炭化物も微細に分散する。１０℃／分未渦の場
合は、凝固組織は、粗くなり、かつ析出炭化物は粗大化
する。凝固組織が粗いと、溶質元素の拡散距離が長くな
り、樹間偏析は、冷却中に消滅しきれずに残留する。そ
の結果、鋳造ままの状態では、熱間加工性に悪影響を及
ぼすＬａｖｅｓ相が形成されるため望ましくない、望ま
しい冷却速度の範囲は、３０℃／分〜５０℃／分である
。 １２５０℃という温度は、樹間偏析を考慮に入れた
完全固相となる温度である。
ＡＯＤで標記の成分に調整した後、造塊あるいは連続鋳
造を行なう、その際、液相線温度から、１２５０℃まで
の平均冷却速度を冷却水のコントロールにより、１０℃
／分以上とする。この結果、凝固組織は微細になり、ま
た、析出炭化物も微細に分散する。１０℃／分未渦の場
合は、凝固組織は、粗くなり、かつ析出炭化物は粗大化
する。凝固組織が粗いと、溶質元素の拡散距離が長くな
り、樹間偏析は、冷却中に消滅しきれずに残留する。そ
の結果、鋳造ままの状態では、熱間加工性に悪影響を及
ぼすＬａｖｅｓ相が形成されるため望ましくない、望ま
しい冷却速度の範囲は、３０℃／分〜５０℃／分である
。 １２５０℃という温度は、樹間偏析を考慮に入れた
完全固相となる温度である。
１２５０℃以下で、樹間に濃縮した溶質元素は、横芯へ
固相内拡散し、樹間偏析は、軽減する。温度の低下に伴
って各溶質元素の拡散係数は、小さくなるが、冷却速度
が遅いと、拡散係数の低下も遅くなり、冷却中でも拡散
は充分性なわれる。しかし、冷却速度が速い場合、温度
の低下に伴う各溶質元素の拡散係数は、急速に低下し、
溶質は充分に拡散しないまま樹間偏析や金属間化合物を
形成する。従って、 １２５０℃から１１００℃までの
冷却速度を５℃／分以下とする必要がある。望ましい冷
却速度の範囲は３℃／分以下である。この冷却速度を達
成するために例えば連続鋳造片は保熱炉を通過させ冷却
速度をコントロールする。
固相内拡散し、樹間偏析は、軽減する。温度の低下に伴
って各溶質元素の拡散係数は、小さくなるが、冷却速度
が遅いと、拡散係数の低下も遅くなり、冷却中でも拡散
は充分性なわれる。しかし、冷却速度が速い場合、温度
の低下に伴う各溶質元素の拡散係数は、急速に低下し、
溶質は充分に拡散しないまま樹間偏析や金属間化合物を
形成する。従って、 １２５０℃から１１００℃までの
冷却速度を５℃／分以下とする必要がある。望ましい冷
却速度の範囲は３℃／分以下である。この冷却速度を達
成するために例えば連続鋳造片は保熱炉を通過させ冷却
速度をコントロールする。
１１００℃以下になると、Ｌａｖｅｓ相が生成を開始す
る。従って１１００℃から７００℃までの平均冷却速度
を３０℃／分以上の急冷とし、溶質の拡散を抑え、Ｌａ
マｅｓ相の生成を防止する。具体的には水冷等の方法に
より冷却する。
る。従って１１００℃から７００℃までの平均冷却速度
を３０℃／分以上の急冷とし、溶質の拡散を抑え、Ｌａ
マｅｓ相の生成を防止する。具体的には水冷等の方法に
より冷却する。
以下実施例により更に詳しく説明する。
実施例
第１表に示す組成の試験片を一方向凝固法により第２表
に示した種々の冷却条件、すなわち本発明による条件（
Ａ）〜（Ｃ）、比較材として条件（Ｄ）〜（Ｈ）で鋳造
した。凝固組織をＣＩＡ （二次元Ｘ線マイクロアナ
ライザー）により観察し、さらに各析出物の個数と平均
粒径およびデンドライト樹間部ＭＯ濃度を求めた。
に示した種々の冷却条件、すなわち本発明による条件（
Ａ）〜（Ｃ）、比較材として条件（Ｄ）〜（Ｈ）で鋳造
した。凝固組織をＣＩＡ （二次元Ｘ線マイクロアナ
ライザー）により観察し、さらに各析出物の個数と平均
粒径およびデンドライト樹間部ＭＯ濃度を求めた。
第４図は、一方向凝固試料横断面にみちれる析出物の分
布である０本発明の条件Ｂで冷却した場合の析出物は、
比較材条件Ｅで冷却した場合のものと比較して、著しく
個数が減少していることが分る。また１条件りで冷却し
た場合と比較して、その粒径は細かくなっている。
布である０本発明の条件Ｂで冷却した場合の析出物は、
比較材条件Ｅで冷却した場合のものと比較して、著しく
個数が減少していることが分る。また１条件りで冷却し
た場合と比較して、その粒径は細かくなっている。
第１図、および第２図は、Ｂ、Ｄ、Ｅ、各条件の場合の
析出物を、ＣＮＡにより（Ｈｂ、Ｔｉ）Ｃ，Ｌａｖｅｓ
相：（旧、０ｒ）２（Ｗｂ、Ｎｏ）に分類し、それぞ、
れの個数と平均粒径を求めたものである０本発明の条件
Ｂで冷却した場合は、比較材Ｅの場合と比べて、個数は
それぞれ減少している。特に、熱間加工性を著しく低下
させるＬａｖｅｓ相は消滅している。また、比較材りの
徐冷部の場合と比べて、（Ｗｂ、Ｔｉ）Ｃの平均粒径は
、小さくなっている。
析出物を、ＣＮＡにより（Ｈｂ、Ｔｉ）Ｃ，Ｌａｖｅｓ
相：（旧、０ｒ）２（Ｗｂ、Ｎｏ）に分類し、それぞ、
れの個数と平均粒径を求めたものである０本発明の条件
Ｂで冷却した場合は、比較材Ｅの場合と比べて、個数は
それぞれ減少している。特に、熱間加工性を著しく低下
させるＬａｖｅｓ相は消滅している。また、比較材りの
徐冷部の場合と比べて、（Ｗｂ、Ｔｉ）Ｃの平均粒径は
、小さくなっている。
第３図は、各条件で冷却した場合のデンドライト樹間Ｎ
ｏ濃度である。ここで、横軸ｖ１は、１２５Ｇ”０１で
（７）冷却速度、＊たＶ２は、 １２５０℃カラ１１０
０℃までの冷却速度である。ｖ凰が速いほど、またｖ２
が遅いほど、樹間Ｎｏ濃度は低くなり、偏析が軽減され
ている。 Ｎｏの樹間偏析が軽減されるとそれにともな
い、Ｌａｖａｓ相の形成は、防止される。
ｏ濃度である。ここで、横軸ｖ１は、１２５Ｇ”０１で
（７）冷却速度、＊たＶ２は、 １２５０℃カラ１１０
０℃までの冷却速度である。ｖ凰が速いほど、またｖ２
が遅いほど、樹間Ｎｏ濃度は低くなり、偏析が軽減され
ている。 Ｎｏの樹間偏析が軽減されるとそれにともな
い、Ｌａｖａｓ相の形成は、防止される。
本発明である条件Ａ、Ｂ、Ｃの場合、いずれも樹間Ｎｏ
ｅＲ度は、１０．５％以下であり、 Ｌａｖｅｓ相は
、形成されなかった。
ｅＲ度は、１０．５％以下であり、 Ｌａｖｅｓ相は
、形成されなかった。
第１表
（以下余白）
発明の効果
本発明によれば、鋳造ままで、金属間化合物のない、熱
間加工性に優れたインコネル６２５の製造が可能となり
２分塊圧延および熱間押出しの際の割れ発生を防止し、
更に熱処理等にかかるコストの削減にもつながりその効
果は大きい。
間加工性に優れたインコネル６２５の製造が可能となり
２分塊圧延および熱間押出しの際の割れ発生を防止し、
更に熱処理等にかかるコストの削減にもつながりその効
果は大きい。
第１図は、（Ｎｉ、０ｒ）２ （Ｗｂ、Ｎｏ）および（
Ｗｂ、Ｔｉ）Ｃの冷却条件による個数の変化を示した図
である。 第２図は、（旧、Ｃｒ）２ （Ｗｂ、Ｎｏ）および（Ｗ
ｂ、Ｔｉ）Ｃの冷却条件による平均粒径の変化を示した
図である。 第３図は、液相線温度から１２５０℃までの冷却速度ｖ
鬼と樹間Ｎｏ濃度の関係を示した図である。 第４図は、一方向凝固試料横断面のＣＩＡ像である。
Ｗｂ、Ｔｉ）Ｃの冷却条件による個数の変化を示した図
である。 第２図は、（旧、Ｃｒ）２ （Ｗｂ、Ｎｏ）および（Ｗ
ｂ、Ｔｉ）Ｃの冷却条件による平均粒径の変化を示した
図である。 第３図は、液相線温度から１２５０℃までの冷却速度ｖ
鬼と樹間Ｎｏ濃度の関係を示した図である。 第４図は、一方向凝固試料横断面のＣＩＡ像である。
Claims (3)
- （１）重量で、Ｃ：０．１０％以下、Ｓｉ：０．５％以
下、Ｍｎ：０．５％以下、Ｃｒ：２０．０〜２３．０％
、Ｍｏ：８．０〜１０．０％、Ｈｂ：３．１５〜４．１
５％、Ｔｉ：０．４％以下、Ｆｅ：５．０％以下を含み
、残部がＮｉ及び不可避的不純物からなるＮｉ基超合金
の鋳塊又は鋳片を製造する方法において、液相線温度か
ら１２５０℃までの平均冷却速度を１０℃／分以上とし
、１２５０℃から１１００℃までの平均冷却速度を５℃
／分以下とし、１１００℃から７００℃までの平均冷却
速度を３０℃／分以上にすることを特徴とする熱間加工
性に優れたＮｉ基超合金の製造方法。 - （２）液相線温度から１２５０℃までの平均冷却速度が
、３０℃／分〜５０℃／分である特許請求の範囲第（１
）項記載のＮｉ基超合金の製造方法。 - （３）１２５０℃から１１００℃までの平均冷却速度が
３℃／分以下である特許請求の範囲第（１）項記載の１
基超合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29502087A JPH01136939A (ja) | 1987-11-25 | 1987-11-25 | 熱間加工性に優れたＮｉ基超合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29502087A JPH01136939A (ja) | 1987-11-25 | 1987-11-25 | 熱間加工性に優れたＮｉ基超合金の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01136939A true JPH01136939A (ja) | 1989-05-30 |
Family
ID=17815292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29502087A Pending JPH01136939A (ja) | 1987-11-25 | 1987-11-25 | 熱間加工性に優れたＮｉ基超合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01136939A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019052349A (ja) * | 2017-09-14 | 2019-04-04 | 日本冶金工業株式会社 | ニッケル基合金 |
| WO2019107456A1 (ja) * | 2017-11-28 | 2019-06-06 | 日本製鉄株式会社 | Ｎｉ基合金の製造方法及びＮｉ基合金 |
| JP2020117813A (ja) * | 2017-09-14 | 2020-08-06 | 日本冶金工業株式会社 | ニッケル基合金 |
-
1987
- 1987-11-25 JP JP29502087A patent/JPH01136939A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019052349A (ja) * | 2017-09-14 | 2019-04-04 | 日本冶金工業株式会社 | ニッケル基合金 |
| JP2020117813A (ja) * | 2017-09-14 | 2020-08-06 | 日本冶金工業株式会社 | ニッケル基合金 |
| WO2019107456A1 (ja) * | 2017-11-28 | 2019-06-06 | 日本製鉄株式会社 | Ｎｉ基合金の製造方法及びＮｉ基合金 |
| CN111417739A (zh) * | 2017-11-28 | 2020-07-14 | 日本制铁株式会社 | Ni基合金的制造方法及Ni基合金 |
| KR20200087256A (ko) * | 2017-11-28 | 2020-07-20 | 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 | Ni기 합금의 제조 방법 및 Ni기 합금 |
| JPWO2019107456A1 (ja) * | 2017-11-28 | 2020-11-26 | 日本製鉄株式会社 | Ｎｉ基合金の製造方法及びＮｉ基合金 |
| EP3719165A4 (en) * | 2017-11-28 | 2021-07-21 | Nippon Steel Corporation | METHOD OF MANUFACTURING NI-BASED ALLOY AND NI-BASED ALLOY |
| US11739407B2 (en) | 2017-11-28 | 2023-08-29 | Nippon Steel Corporation | Method for producing ni-based alloy and ni-based alloy |
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