JPH02247367A - B含有Co基耐熱合金の塑性加工方法 - Google Patents

B含有Co基耐熱合金の塑性加工方法

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JPH02247367A
JPH02247367A JP6887089A JP6887089A JPH02247367A JP H02247367 A JPH02247367 A JP H02247367A JP 6887089 A JP6887089 A JP 6887089A JP 6887089 A JP6887089 A JP 6887089A JP H02247367 A JPH02247367 A JP H02247367A
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JP
Japan
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working
temperature
hot
alloy
heat treatment
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JP6887089A
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Tateaki Sahira
佐平 健彰
Toshiki Takeiri
竹入 俊樹
Nobuyoshi Kurauchi
倉内 伸好
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Mitsubishi Metal Corp
Original Assignee
Mitsubishi Metal Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、B含有Co基耐熱合金からなる加工素材を
、その加工素材に含有するボロン含何量を減少させるこ
となく塑性加工する方法に関するものであり、さらに詳
細には、 C:、0.02〜0.2596 Cr:18.0〜25.0% W :13.0〜17.0% B  :0.OO1〜0.1% を必須成分組成として含有するB含有Co基耐熱合金か
ら、直径:8III11以下の細線材、板厚:5市以下
の薄板、肉厚:5III11以下の薄肉管等をB含有量
を減少させることなく大気中で塑性加工により製造する
方法に関するものである。
〔従来の技術〕
上記、 C:0.02〜0.25% Cr:18.0〜25.0% W  :13.0〜17.0% B  :0.001〜0.1% を必須成分組成として含有するB含有CO基耐熱合金と
して、 C:0.02〜0.25%、     Cr:18.0
〜25.0%。
W  :I3.0〜17,0%、        B 
 :0.001〜0.1%を必須成分組成として含有し
、さらに、Mn+2.0%以下、      S i:
1.5%以下。
F e:5.0%以下、     AΩ:1.0%以下
Nl:25.0%以下。
のうち1種または2種以上を含有し、さらに必要に応じ
て、 Z r:0.005〜0.1%、 Ca:0.005〜
0.05%、希土類金属: 0.001〜0.02%の
うち11!1または2種以上、 Mo、Nb、Ta、 Hfのうち1種または2種以上を
合計で5%以下、 を含有し、残り二Coおよび不可避不純物からなる組成
(以上、重量%)を有するCo基耐熱合金が知られてお
り、このCo基耐熱合金は高温強度と耐酸化性に優れ、
上記Co基耐熱合金に含有されるBは、特に高温クリー
プ特性向上に寄与することも知られている。
このB含有Co基耐熱合金を、線材を加工するには、次
のようにされていた。
まず通常の真空誘導溶解炉により溶解し鋳造して作製さ
れた所望の成分組成を有するB含有量。
基耐熱合金インゴットを、温度: 1250℃で分塊鍛
造してビレットを作製し、このビレットを、温度:12
00℃30分保持後水冷の中間焼鈍したのち、酸洗し、
冷間引抜して丸棒とし、さらに温度: 1180℃30
分保持後水冷の中間焼鈍−酸洗−冷間引抜を2回以上繰
返して線材とし、最終的に、温度: 1200℃1時間
保持後水冷の中間焼鈍−酸洗−冷間引抜して細線材を製
造していた。すなわち、一般に、B含有Co基耐熱合金
を加工するには、分塊鍛造温度、熱間加工温度および冷
間引抜前の中間焼鈍温度は、1180〜1250℃で実
施されていたのである。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが、上記溶解し鋳造して作製された例えばB:5
0ppa+含有量o基耐熱合金インゴットを、温度: 
1250℃で分塊鍛造して直径=IO關のビレットを作
製し、上記ビレットを、温度: 1180℃30分間保
持後水冷の中間焼鈍−酸洗−冷間引抜を2回以上繰返し
、最終的に、温度71200℃1時間保持後水冷の中間
焼鈍−酸洗−冷間引抜して直径:1.6m+*の線材を
作製したところ、上記直径:1.6+amの線材B含有
量は、2ppmに減少し、インゴットのB含有ffi:
50ppiよりも大幅に少ないB含有量のCO基耐熱合
金線材が作製されるという現象が生じたのである。すな
わち、インゴットから線材に加工する途中で48ppm
もの大幅なり含有量の減少が生じたのである。このよう
な現象は、Co基耐熱合金では、従来、見出されていな
かったのである。
このような現象は、特にCo基耐熱合金の表面はど顕著
に現れるので、B含有Co基耐熱合金インゴットから細
線材、薄板、薄肉管などを製造する場合に特に顕著に現
れ、所定のB含有量を何するGo基耐熱合金細線材、薄
板、薄肉管などが得られず、そのため高温クリープ特性
など所望の機械的特性が得られないという問題点が生じ
たのである。
〔課題を解決するための手段〕
そこで、本発明者らは、かかる問題点を解決すべく下記
のごとき研究を行った。
まず、 C:0.05%、       Cr:20.4%。
W :14.8%、       B  :50ppm
・を含有し、さらに、 Mn:OJ 96.       S I:0.2%。
A170.2%、       N l:9.5%。
Z r:0.01%、       Fe:1.8%。
を含有し、残り:Coおよび不可避不純物からなる組成
(以上、ff!量%)を有し、厚さ: 25mmからな
るB含有Co基耐熱合金板を用意した。このB含有Co
基耐熱合金板を、温度: 1000℃、 1050℃。
1100℃、 1150℃、 1200℃、 1250
℃、 1300℃の各温度で、それぞれ大気中、24時
間保持の熱処理を行い、上記B含有Co基耐熱合金板表
面より2關内部におけるB量をn1定し、B量を縦軸に
、温度を横軸にとり、グラフに表して、その結果を第1
図に示した。
第1図の結果から、温度: 1150℃より高い温度で
は、高温になるほどB量は低減し、一方、温度:115
0℃以下ではB量はほとんど無視できる程度の減少変化
であることがわかる。これは、Bmの変化は、炭化物の
熱的安定性と深く関わっており、炭化物が安定な熱処理
条件では、Bは主として炭化物中に一構成元索として取
込められるため、B量の変化は小さいが、炭化物が固溶
するような高温での熱処理条件では、Bは比較的速い速
度で外表面に拡散し、そこで外部の酸素と何らかの酸化
物を形成し、Co基耐熱合金板の外にBは逸散すると推
測され、後者の場合は、高温はどBの逸散は速いものと
考えられる。
したがって、B含有Co基耐熱合金の分塊鍛造温度、熱
間加工温度および中間焼鈍の保持温度を、従来よりも低
い温度: 1000〜1150℃に加熱保持しながら加
工することによりB含有量の減少は防1ヒできるという
知見を得たのである。
この発明は、かかる知見にもとづいてなされたものであ
って、 C:0.02〜0.25% Cr:18.o 〜25.0% W :13.0〜17.0% B  :0.001〜0.1% を必須成分組成として含有するB含有Co基耐熱合金イ
ンゴットを、分塊鍛造してビレットまたはスラブなどの
加工素材を作製し、この加工素材を熱間鍛造、熱間圧延
などの熱間加工をしたのち、中間焼鈍、酸洗および冷間
加工を繰返すことにより小径線材、薄肉管または薄板を
加工し、必要に応じて最終熱処理する方法において、 上記分塊鍛造、熱間加工、中間焼鈍および最終熱処理を
、温度: 1000〜1150℃で行うB含有量。
基耐熱合金の塑性加工方法に特徴を有するものである。
上記B含有Cod!耐熱合金においては、温度:115
0℃より高温度では、炭化物の安定性が悪く、合金素地
中に固溶したBは、外表面に比較的大きな速度で拡散し
逸散する。そのため、加工に伴う熱処理温度は、115
0℃以下が好ましいが、一方、1000℃より低温では
、続く塑性加工を行うための十分な軟化が得られず加工
中の割れ原因になる。
したがって、上記B含有Co基耐熱合金の熱処理温度お
よび塑性加工温度は、1000〜1150℃が好ましい
この発明のB含有Co基耐熱合金の必須成分を上記の如
く限定した理由は、次の通りである。
Cは、合金の素地を強化すると共に、W、Cr。
その他の炭化物形成元素と熱的安定性の高い炭化物を形
成し、さらにBを炭化物中に取込み、熱処理によるB逸
散防止上重要な元素であるが、その含有量が0.02重
量%未満では所望の効果が得られず、一方、0.25重
量%を越えて含有しても熱間加工性の劣化や高温強度を
損うので好ましくない。
したがって、上記B含有Co基耐熱合金におけるC含有
量は0.02〜0.25重量%に定めた。
Crは、高温耐酸化性の向上や、炭化物の構成元素とし
て重要であるが、その含有量が18.0重量%未満では
十分な効果が得られず、一方、25.0重量%を越えて
添加すると、かえって機械的強度および加工性を劣化さ
せるので好ましくない。したがってCr含有量は、18
.0〜25,0重量%に定めた。
Wは、高温強度を高めるのに有用であり、また炭化物の
主たる構成元素としても重要であるが、その含有量が1
3.0重量%未満では十分な効果が得られず、一方、1
7.0重量%を越えて含有すると熱間および冷間加工時
に割れが発生しやすいので好ましくない。したがって、
W含有量は13,0〜17.0重量%に定めた。
Bは、高温強度および延性を保持するために有用な元素
であるが、その含有量がo、ooiii%未満では所望
の効果が得られず、一方、o、1重量%を越えて添加す
ると熱間加工性や溶接性を損うので好ましくない。した
がって、B含有量は0.001〜0.1重量%に定めた
なお、Mo、Nb、TaおよびHfのうち1種または2
種以上を合計で5重量%以下添加すると、Bの逸散防止
にはさらに有効であるが、それらの添加量が5重量%を
越えると加工中に割れが発生するので好ましくない。
〔実 施 例〕
つぎに、この発明を実施例にもとづいて具体的に説明す
る。
実施例 1 20kg型誘導加熱真空溶解炉により溶解、鋳造して、 C:0.05%、          Cr:21.0
%。
W  :14.3%、          B  :0
.0070%。
N i:9.0 %、          Mn:0.
2 %。
S 1:0.1  %、          A1:0
.3 %。
Fc:1.5 %、          Z r:0.
01%。
を含有し、残部:Coおよび不可避不純物からなる組成
(以上、重量%)を有するB含有Co基耐熱合金インゴ
ットを作製した。
このB含有Co基耐熱合金インゴットを、温度二115
0℃にて分塊鍛造して直径:10mmのビレットを作製
し、このビレットを、温度: 1120℃30分保持後
熱間圧延して直径:8.2amの丸棒とし、この丸棒を
、温度: 1120℃30分保持後30分保持後鈍−酸
洗−冷間引抜して直径:4.2mmの丸棒に縮径し、さ
らに上記直径:4.2mmの丸棒を温度: 1100℃
20分保持後20分保持後鈍−酸洗−冷間引抜の工程を
2回繰返して直径:2.2mmの線材とし、最終的に、
温度71150℃1時間保持後水冷の中間焼鈍−酸洗冷
間引抜して直径:1.Bmmの細線材を作製した。
このようにして得られた直径:1.6m+sのB含有C
o基耐熱合金細線材のB含有量を測定したところ、B 
: 0.0070重二%重量った。この結果から、イン
ゴットから細線材に加工する工程では脱B現象は全くみ
られないことがわかる。
実施例 2 実施例1で作製した直径:101のビレットの中心軸に
、直径:0.5mmの穴を穿孔してB含有Co基耐熱合
金素管を作製し、この素管を温度: 1100℃に加熱
し1時間保持したのち、冷間引抜機で引抜加工し、厚さ
:1.hmの薄肉管を作製した。この薄肉管のB含有量
を測定したところ、B含有量はB:0.0068重量%
であった。
この結果から、管の圧延加工中に脱B現象はほとんど認
められないことがわかる。
実施例 3 実施例1で作製したインゴットを、温度: 1150℃
で分塊鍛造し、厚さ=15順のスラブを作製した。
このスラブを温度:1125℃で熱間圧延して厚さ=8
mmの板にし、上記厚さ:8mmの板を温度:+100
’C30分保持後水冷の中間焼鈍を施したのち酸洗し、
冷間圧延して厚さ:5m+*の薄板とし、上記薄板を温
度: 1020℃20分保持後20分保持後鈍−酸洗冷
間圧延の工程を6回繰返して最終的に厚さ:0,6龍の
薄板を作製し、さらに温度: 1100℃20分保持の
最終熱処理を施した。
このようにして得られた厚さ:0.6mmの薄板のB含
有量を測定したところ、B : 0.00(i9重量%
であった。上記測定結果から、上記インゴットのB含有
量と厚さ:0.6m+sの薄板のB含有量とはほとんど
変化なく、シたがって、塑性加工中におけるBの逸散は
ほとんど見られないことがわかる。
〔発明の効果〕
この発明によると、重;%で、 C:0.02〜0.25%、    Cr:18.0〜
25.0%。
W :13.0〜17.0%、    B  :0.0
01〜0.1%。
を必須成分として含有するB含有CoM耐熱合金を脱B
をおこすことなく大気中で塑性加工することができるの
で、目標のB含有量を有するB含有Co基耐熱合金製細
線材、薄板、薄肉管などの素材を製造することができ、
B含有量の目標値のずれによる不良品の発生が皆無にな
るなど細線材、薄板、薄肉管などの索材製造上すぐれた
効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、B含有Co基耐熱合金の大気中熱処理温度と
表面B含有量の関係を示すグラフである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)溶解、鋳造して得られた、重量%で C:0.02〜0.25% Cr:18.0〜25.0% W:13.0〜17.0% B:0.001〜0.1% を必須成分組成として含有するB含有Co基耐熱合金イ
    ンゴットを、分塊鍛造してビレットまたはスラブなどの
    加工素材を作製し、この加工素材を熱間鍛造、熱間圧延
    などの熱間加工をしたのち、中間焼鈍、酸洗および冷間
    加工を繰返すことにより小径線材、薄肉管または薄板を
    加工し、必要に応じて最終熱処理する方法において、 上記分塊鍛造、熱間加工、中間焼鈍および最終熱処理を
    、温度:1000〜1150℃で行うことを特徴とする
    B含有Co基耐熱合金の塑性加工方法。
JP6887089A 1989-03-20 1989-03-20 B含有Co基耐熱合金の塑性加工方法 Pending JPH02247367A (ja)

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DE69013192T DE69013192T2 (de) 1989-03-20 1990-03-20 Verfahren zur plastischen Verformung von Blöcken aus hitzebeständiger borhaltiger Legierung.
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