JPH03500188A - 酸化物分散硬化焼結合金の製造方法 - Google Patents

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】 酸化物分散硬化焼結合金の製造方法 本発明は、合金特性に一時的に影響を及ぼす少量の置換混晶相を含んでいてもよ い高融点の親金属からなる、延性で高剛性の酸化物分散硬化焼結合金を製造する 方法に関する。この場合親金属の粉末に金属酸化物粉末を分散質として混合する が、その際温度＜　０．５７ｓで親金属の酸化物よりも大きな形成エネルギーを 有する金属の酸化物を使用する。

金属の剛性に影響を与える従来の代表的な処理方法は混晶相を介しての合金処理 及び機械的変形処理である。この他に溶融冶金法でか又は焼結冶金法で製造され た材料の剛性を分散質の組込み又は析出により高めることも公知である。分散質 とは、高温でも親金属と反応しないか又は溶解せずまた置換金属として母格子内 には組み込まれない一般に連続して金属性基本マトリックス中に組み込まれた粒 子と定義される。分散質としては特に酸化物、炭化物及び窒化物を使用する。

確定された学説によれば、母相内の第２相を共通の溶液から連続的にか又は断続 的に析出させることによる合金硬化（析出硬化）に対する分散硬化の欠点は、「 析出硬化で多くの場合に達成されるような分散度及び剛性の上昇をこの分散硬化 で達成することばほとんど不可能である」　（バー・ベーム著「アインフユール ング・イン・ディー・メタルクンデｊホッホシュールタツシエンビューヒアー・ フェルラーク出版、マンハイム、チューリッヒ在）ことである。

粉末冶金法により分散硬化合金を製造する場合、分散質は通常粉末を分散質−懸 濁液に浸漬するか又は粉末状分散質を親金属の粉末に混入することによって導入 される。こうして組込まれた分散質は更に“機械的合金化”によって均質化する ことができる。

機械的合金化の目的は、分散質自体を個々の金属−粉末粒子内にできるだけ均一 に分配させることである。これらの方法は極めて時間がかかり、高価な粉砕機を 必要とする。従ってこれらの方法は極めて高くつき、その使用可能性哄各成分の 状態に依存する。

更に実際にはその均−化度及び粉砕費用に関して妥協を図らなければならない。

すなわち粉砕処理は時間的に制限される。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第３５４０２５５号明細書には酸化物分散硬化焼 結合金を製造するにあたって、親金属を塩溶液の形で分散粒子とコロイド懸濁液 中で混合し、最後に金属に還元することが提案されている。特に有利な点として は分散質が金属マトリックス中に微細に分配された状態で均一に導入されること を指摘されている。しかしこの方法の場合にも分配は成分の粒径によって限定さ れる。

分散硬化合金の製造は基本マトリックスと反応又は合金化しない粒子を分散質と して組込むことである。これとの関連において今日まで分散合金を製造する焼結 冶金法では一般に合金−焼結温度を著しく上回る融点を有する分散質が使用され てきた。分散質は全製造工程中間相として存在する。

先の学説によれば分散硬化法だけでは極く僅かな剛性上昇が達成されるにすぎな いことから、従来は一層高い剛性を必要とする場合には付加的に混晶合金硬化剤 又は析出硬化剤を使用してきた。

このため親金属には分散質の他に一層多量の付加金属が加えられた。

焼結冶金法による製造の他に、より高い融点を有する金属の酸化物−分散合金を 溶融冶金法で特にアーク中での溶融により製造することは公知である。

例えばドイツ連邦共和国特許第１２９０７２７号明細書から溶融冶金法で高い剛 性のニオブ合金を製造することが公知であり、この場合ニオブに０．５〜１２％ のジルコニウムの他に少量の酸素、炭素及び／又は窒素並びに場合によっては多 量の他の高融点金属を添加し、こうして（アーク中で）溶融された合金を１６０ ０〜２１００°Ｃで５分〜９時間溶体化処理し、冷却し、成形し、最後に焼鈍析 出又は時効硬化処理する。この特許明細書には、溶体化処理中に第２の相いわゆ る溶融後基本マトリックス（親金属）中に含まれる炭化物、窒化物及び／又は酸 化物が、基本マトリックスと共に溶液を形成することが記載されている。この発 明によれば溶体化処理及び引続いての急冷によって第２の相は冷間加工の開港液 中に残留し、時効硬化によって初めて均質かつ微細に析出される。得られた品質 は実施例によりまた表にまとめられたＩＱＩＩ性の形で明示されている。

この特許によれば置換混晶−合金法並びに析出硬化は明細書の第１欄第６５行に 記載されているように、この種の合金の機械的特性を高めるため、分散硬化法と 一緒に用いられている。この場合意図した剛性は同時に進行する剛度及び硬度上 昇処理を２．３度繰り返すことによって得られる。

この場合合金中の比較的少量の酸素、更には窒素及び／又は炭素は酸化物析出工 程で剛度上昇剤として二次的役割を演じるにすぎないことを証明している。その 実施例１には鋳塊を６回再融する処理法が記載されているが、これによって金属 及び分散質の使用可能な均質化は得られても、処理条件的に良好な均質化は決し て保証されない、しかもこの処理は比較的高価である。この種の合金は溶融後、 更には熱間加工後も比較的粒が粗く、材料の剛性に悪影響を及ぼす粒子を存する 。この理由からその明細書の第１欄、第１５行以降には「金Ｋ　’ｆｉｉ　Ｆｉ の溶体化処理は粒子の成長を阻止するために不必要に延ばされてはならない」旨 指摘されている。

室温のデータはこの明細書には記載されていない。経験的にこの方法によって製 造された合金は確かに比較的高い剛性を有し得るとはいえ、同時にまた室温での 延性が僅かであることを予測することができる（例えばグリゴロピッチ及びシェ フチル著「金属科学及び熱処理Ｊ２４（７−８）、第４７２頁（１９８３年）参 照）。

米国特許第３１８１９４６号明細書にはニオブ−ベース合金が記載されており、 この合金は酸素０．２５〜０．５％及び／又はジルコニウム及び／又はチタン１ 〜３％を含有し、酸素対チタン又はジルコニウムの重量比は３：ｌ〜１２：１で ある。この場合材料の硬化は酸化物−分散硬化によってまた特定部分に対しては 詳述されている実施例に応じて間質溶解酸素によりまたニオブをチタン及び／又 はジルコニウムで合金化することによって達成される。

この明細書にはニオブ中の間質溶解酸素の量が多い場合には脆性が大きくなるこ とが指摘されている。この作用を阻止するために、親金属の結合エネルギーより も大きな結合エネルギー（負の形成エンタルピー）を有する金属の酸化物を過剰 量の酸化物金属と共に使用することが記載されている。この特許明細書にはもっ ばらこの合金の溶融冶金法による製造が記載されている。高純度のニオブをアー ク中で再融処理する間に添加物を例えば酸化チタン粉末及び海綿状チタン金属と して加える。分散析出の形式にとって重要な冷却工程についてはこの特許明細書 ではなんらの配慮もなされていない。この方法では分散質を親金属内に極めて微 細に分散させることはできない、付加的に加熱成形されてはいるが再結晶されて いないニオブ合金で得られる剛性を表にまとめ、市販の純粋なニオブ優良品の特 性と比較した。これらの剛性は後に本発明により達成可能の剛性と比較するのに 利用する。

本発明の課題は、高融点の親金属を使用して高い延性及び剛性を有する酸化物分 散硬化焼結合金を公知方法に比べて一層経済的に製造する方法を提供することに ある。この際成形された状態でもまた再結晶された状態でも少なくとも公知の冶 金法で製造された合金の剛性値は達成されるべきであり、この場合筒２の金属相 又は化合物相の置換混晶の形成及び従来の析出法を剛性を高める手段として使用 しないことを前提とする。この方法によって分散硬化の程度は極めて正確に制御 することができる０合金の延性もまた次の材料の冷却成形に対して十分な大きさ を有する。その腐食性及び放射線物理特性のような個々の金属元素の特性は可能 なかぎり異元素により影響されることなく維持されるべきであり、また同時に金 属の機械的剛性は高純度の相に比べて成形硬化の有無にかかわらず著しく上昇さ れていなければならない。

この課題は本発明によれば、粉末混合物から成形された粉末プレス加工品を焼結 工程中に少なくとも定時的に０．７〜０．９Ｔ、の温度範囲で以下の処理工程、 すなわち −導入した酸化物を分解するか及び／又は親金属により還元し、生ずる成分を親 金属に溶解する、 −溶解した成分を拡散により親金属内に微細に分配する、−合金中に存在するす べての酸素の一部を、有利には親金属の酸化物として、焼結体の表面から制御し ながら蒸発させる、工程を経て焼結することによって解決される。

上記の本発明の特徴により、本方法は掻く限られた合金にのみ使用することがで きる。高融点の金属中まず第一に周期表の第■及び第■副族の金属に適用される 。負の自由形成エネルギーによりその都度極（限られた数量の酸化物を意図した 分散硬化のために使用し得るにすぎない０次表は少なくとも個々の事例において 使用可能の酸化物及びその自由形成エネルギー及びこれらの比較のため比較的低 い形成エネルギーを有するいくつかの高融点金属の酸化物に関する一覧表である 。

親金属及び分散質の適当な組合わせをその都度選択する際の一定の重要な因子は 、その都度の焼結温度での親金属における酸素並びに酸化物金属の溶解性並びに 酸化物金属自体の融点である。

低すぎる溶解性又は酸化物金属と親金属との金属間化合物の形成は金属及び酸化 物のい（つかの組合わせを排除するか又は少なくとも合金内の有効な分散質量を 制限する。

本発明による溶体化処理の際に同時に進行する３つの工程のそれぞれは、これら の工程を制御下に進行させる手段及び方法と共にそれ自体公知である。従って個 々の場合に３つの工程を互いに所望に応じて同調させる適当な方法は当業者の実 施し得る範囲のことである。

親金属中の酸化物の濃度は、本発明による個々の工程を進行させるか又は他の工 程よりも優先させるその都度の温度を実際に決定する。焼結時間及び焼結温度を その都度の合金中に存在する成分及び濃度に同調させることによって、酸化物を 均質化する３工程を焼結の間に達成することができる。

焼結された加工材料中の酸素の総合有量は、有利には酸化物を形成させるのに化 学量論的に必要な量が残存するように調整すべきであり、その際これは拡散制御 された濃度分布により厳密に焼結体の平均値に該当するものである。場合によっ ては、焼鈍処理後の冷却に際して酸化物があまりにも栄、速に、従って一般には 粗粒状で析出するのを阻止するために（これは僅かな剛性の低下をもたらす）、 酸素含有量を一層少なく、すなわち化学量論酌量以下に調整する。

焼結晶中の過剰の酸素は完全に析出された酸化物の他に間質熔解酸素をもたらす 、酸素が不足している場合酸化物の析出は不完全である。後者の場合酸化物金属 は部分的に親金属内に溶解残留し、その結果後の加工工程で不純物用ゲッターと してまた混晶成分として作用する。酸化物として析出されない間質熔解された過 剰の酸素は、付加的に剛性を上昇させるが同時に延性を低下させることから、実 地においては全要求に適合された影響力の最良値を確定する必要がある。

焼結及び焼鈍処理は直接焼結によってまた更には間接焼結によって行うことがで きる。直接焼結法の場合焼結晶の加熱は直接通電によって行う、これに必要な接 続端子の水冷処理は焼結法の終了時における焼結晶の特に急速な冷却を可能にす る。溶体化処理を伴う焼結工程に続いて、分散質及び濃度に応じて冷却過程でか 又は次の時効硬化処理時に最も微細で均一に分配された酸化物粒子の形での再析 出を行う、この場合冷却速度は重要であり、早ければ早いほど合金中の酸化物濃 度は高まる。直接焼結された製品は特に急速に低温冷却することができる。例え ば第１成形工程としての押出成形前に合金を加熱することによって、酸化物粒子 の沈降が場合によっては初めて可能とされるか又は完結される。

機械的な成形処理を実施するために、特に鍛造、圧延又は展延処理により冷間加 工するために、本発明による酸化物分散合金は高い剛性の他に更に十分な延性を 有していなければならない。従って本発明による合金の剛性を分散質濃度の選択 によって、特に本発明による溶体化処理のコントロールされた制御によって許容 可能の限界値にできる限り近づけ得ることが重要である。

本発明の優れた一実施態様によれば、合金は親金属としてのニオブ又はタンタル からなり、金属Ｔｉ、Ｚｒ５Ｈｆ、Ｂａ、Ｓｒ。

Ｃａ、Ｙ、Ｌａの一種又は数種の使用下に溶解した酸素少量の他にほぼ０．２〜 １．５重量％の酸化物を含む。

特に顕著な効果は、チタン０．２〜１重量％及び酸素を含むニオブ合金で得られ 、この場合ニオブ−母格子中の少量の間質溶解酸素の他に、基本マトリックス内 に微細に分配された分散質としてＴ　ｉ　Ｏｔが存在する。他の優れたニオブ合 金はＺｒ０ｚ０．２〜１゜５重量％を含む。

分散−焼結合金として極めて高い延性を有すると同時に本発明により極めて高い 剛性が得られることは驚くべきことであり、その数値は予想することができなか った０例えば刊行物「ニオビウムＴＭＳ−ＡＩＭＥ、プロシーデインダス・オブ ・ザ・インターナショナル・シンポジウム１９８１Ｊエツチ・スチュアート著（ １９８４）第２４７頁には、ニオブ中に十分に微細分配された分散質が欠けてい る場合には極く僅少な分散硬化が得られるにすぎない旨記載されている。公知技 術である溶融冶金法で合金を形成するに当たって温度及び時間に関してほぼ同じ ような焼鈍法を使用した場合にも、本発明による作用効果はほとんど達成するこ とができない。この場合限界条件が異なることから本発明で焼結と共に進行する 工程は互いに比較可能に同調させることはできない。

特に焼結合金に対する相異点は、溶融合金製品の場合分解可能の酸化物の金属成 分が極めて容易に合金から蒸発することである。

従ってこれを比較可能に均一に親金属に分配することは不可能である。

従来酸化物分散合金を焼結により製造してきた限りでは、本発明におけるよりも 著しく低い温度で焼結を行った。その結果プレス加工品中に分配された酸化物粒 子をできる限り変えることなく一定不変の状態でその使用箇所に留置することが できた。実際に可能な規模で本発明による焼鈍処理を実施し得ることは予想外で あった。従来の技術思想によれば本発明による焼鈍並びに焼結温度では親金属の 酸化物の他に溶解した酸化物金属もまた高割合で焼結体表面から蒸発するものと 考えられた。なぜなら酸化物形成エネルギーに関し満たされるべき限界条件を考 慮した場合、酸化物金属の融点は明らかに本発明によりその都度型まれる焼鈍温 度以下であり得るし、また優れた実施例でも焼鈍温度以下であったからである。

本発明方法の本質的な利点はその経済性にある。従来例えば比較可能の焼鈍法を も含めて溶融冶金法で分散合金を製造した限りでは、すべての製造法は明らかに 低い硬化度の他に極めてコスト高につく０例えばアーク溶融による注型での酸化 物の溶封及び数回に及ぶ再融が必要である。

種々異なる方法でそれぞれ達成可能の剛性に基づき、本発明による酸化物分散硬 化焼結合金に関しては、経済的な投資額で焼鈍処理をも含めて従来の溶融冶金法 におけるよりも著しく微細な酸化物粒子及び基本マトリックス中の均一な分散質 分配を得ることができる。この場合焼結に際して溶融冶金法で得られるよりもは るかに微細な粒子が規則的に得られるということは利点である。

本発明方法の重要な経済的利点は、一般に必要とされる焼結工程に本発明による 焼鈍処理を組合わせたことに起因する。

特に室温及び中−高温度での比較可能な高剛性合金は、従来にはその都度の親金 属に対して場合によっては第２金属相の析出と共に混晶相を形成させることによ ってのみ得ることができた。混晶相形成を意図的に省略する処理は次の利点、す なわち−　この酸化物分散硬化焼結合金は極めて高い延性を有し、従って著しく 経済的に一層高い最終剛性に成形することができる、 −合金は公知方法で製造されたものよりも常に一層耐食性である、 −各親金属のその使用可能性にとって決定的な代表的特性、例えば突出した耐食 性及びこれに伴う人への移植材料としての人体への相客性、更にはその低い中性 子補足断面により例えばニオブの使用も、僅かな分散質濃度によって実際に影響 されることはない、 という利点をもたらす。

本発明により製造された加工材は化学分野においてまた特殊合金例えば超合金の 高性能成形用器具において必要とされる。ニオブ及びタンタル合金の重要な使用 分野は医療用移植材料である。

この種の特に組織相容性として公知の高純度ニオブ及びタンタル合金の使用はこ れまで何度となくその不十分な剛性によって失敗してきた。従って本発明方法に より製造されたニオブ及びタンクル合金は移植医療でのその使用分野を著しく拡 大するものである。

本発明方法に相応する合金の有望な使用分野は、例えば原子力発電所におけるア ルカリ金属冷却循環系用管システムであ６゜本発明による合金の顕著な剛性は以 下に実施例との関連において詳述する。

例　Ｉ Ｔｉｅ、を０．５重量％含むニオブ合金を本発明方法により製造した。このため 酸素を＜１１０００ｐｐ含む平均粒径１０μｍのニオブ粉末３９８０ｇを、平均 粒径０．２５μｍのＴｉＯ□粉末集塊２０ｇと１時間均一に混合した。引続き粉 末混合物を約２０００バールの水圧下に理論密度の８０％に圧搾した。

こうして得られたプレス加工品を高真空（好適にはｌＸｌ０−’ｍバール）下に 徐々に加熱し、最後に温度２１００℃で１２時間にわたって焼結処理した。これ らの焼結条件は試料の大きさ及び得るべき拡散及び脱気法に同調させた。その際 Ｔ　ｉ　Ｏｔが分解し、固体は溶解し、ニオブ内にＴｉ及びＯｘ成分が拡散した 。同時に酸素の一部は特に焼結体の表面から酸化ニオブの形で蒸発した。

その結果チタン及び酸素は極めて均一に分配、すなわち試料の中心部では化学量 論的割合でまた試料の縁部分では酸素に関しては化学量論的割合を僅かに下回っ て分配された。更にチタン濃度は焼結体の全横断面にわたって縁帯域まで画範囲 でほぼ一定であることが判明した。

合金中のＴｉｏｚｉ度は低いことから、焼結工程後の冷却中にＴｉＯ□が無視し 得ない程に析出することはなく、熱成形処理の開始時における約１時間の加熱及 び時効硬化工程中にほぼ完全に析出した０時効硬化後に試料を電子顕微鏡で検査 した結果は、合金が粒径２〜２０ｎｍ、有利には８〜１２ｎｍの極めて均一に分 配された微粒子状のＴ　ｉ　Ｏｔを有することを示した。

この種の合金は公知の熱間及び冷間加工法により更に加工することができる。本 例の場合まず熱間加工を１０００°Ｃで押出成形法により・変形比８．’７：１ で実施した。引続き合金試料をプロファイル圧延及び円形展延により冷間加工率 ７２％にまで更に加工した。冷間加工は中間焼鈍することなく問題なく９９．９ ％までに上げることができた。

引続き直径８ＩＩＩＩ１１の棒に仕上げた対照試料で剛性検査を行った。

第１表中位置１に得られた剛性値をまとめる０表には２種の状態、すなわち加工 された試料及び次いで１４００℃で１時間再結晶された試料における室温、８０ ０℃、１０００℃及び１２００℃での引張強さが示されている。この表は引張強 さと共にこれに所属する伸び率をも含む。

引張強さの他にこの種の合金の疲れ強さも検査した。このテストは超音波法によ る２・１０＠サイクルで空気中での耐久限界約４０ＯＮ／ｍｍ”の平均して良好 な値を示した。

この合金は顕著な延性を有する。これは良好な加工可能性を示すと同時に、転移 温度に関しては約−５０°Ｃの極めて低い値を、また室温で約１３５Ｊ／ａｆｌ という高いノツチ付衝撃強さを、及び加工された材料で〉１０％の高い伸長度を 示す。

例２ 例１に記載した方法により、酸化物分散硬化処理したニオブ−Ｉ　Ｔ　ｉ　Ｏｘ 合金を製造した。このためＴ　ｉ　Ｏを量は例１の２倍使用した。

例１とは異なり、焼結及び反応焼鈍工程に続く冷却処理中にＴｉＯ２の部分的な 析出を観察することができた。次の熱間加工前における合金の加熱に際して、な お溶液に存在するチタンは実際に完全にＴｉ０ｚとして析出した０合金中のＴｉ Ｃｈ含有量が多い場合には変形抵抗も高くなり、従って均一な組織を得るために 試料を冷間加工の各工程前に有利にはその都度中間焼鈍処理した。

この試料で測定された室温での引張強さ及び伸び率は第１表中の位置２に記載さ れている。

例３ 例１に記載した方法工程によりニオブ−０，５ＺｒＯ□合金を製造した。

特に焼結及び焼鈍過程の後の焼結晶の急速な冷却処理に関しては、粉末プレス加 工品を直接焼結法により更に加工した。

Ｚｒ０ｚはＴ　ｉ　Ｏｚよりも安定であり、焼結温度を２３００°Ｃに高めるこ とによって、Ｚｒ０ｚの成分を完全に溶解させたが、試料の全酸素含有量は僅か に低く調整し、これにより焼結過程後の試料の冷却時に酸化物が象、速にまた粗 雑に再析出するのは阻止された。それ自体は公知の方法によって焼結晶の栄、速 な冷却は確実に行われた。ＴｉＯ□に比べてＺｒ０ｔの安定性は一層高いことを 考慮して、最初の熱間加工前における加熱及び時効硬化温度も１００°Ｃだけ高 い１１００”Ｃに上げた。以後の処理工程は例１に相応して行った。加工された 状態並びに再結晶された状態での得られた引張強さ及び伸び率は第１表の位置４ に示されている。

第１表は一連の異なる試料における種々の温度での引張強さ及び伸び率を位置１ 〜７で示すものである。この場合、位置１は本発明の例１に相応するＮｂ−Ｔｉ ０□合金、位置２は本発明の例２に相応するＮ　ｂ　−Ｔ　ｉ　Ｏを合金、位置 ３は米国特許第３１８１９４３号明細書に記載されている公知技術に相応するＮ ｂ１．５Ｔｉ−０，５０合金、位置４は本発明の例３によるＮ　ｂ　−Ｚ　ｒ　 Ｏ！合金、位置５は公知技術（前掲文献「ニオビウムＴＭＳ−ＡＩＭＥ、プロシ ーディンゲス・オブ・ザ・インターナショナル・シンポジウム１９８１Ｊによる Ｎｂ−Ｉ　Ｚｒ合金、例６は米国特許第３１８１９４５号明細書に記載されてい る公知技術に相応するＮｂ−Ｉ　Ｚｒ−０，２５０合金、位置７は諸文献及び適 当な測定に相応する高純度のニオブ加工材である。

本発明による作用効果は引用した諸文献と一定の制約下にのみ比較可能である。

それというのも引用した公知技術水準による試料の加工法は詳細には記載されて おらず、またそこに示された明細書の詳細な説明によれば合金中には酸化物分散 析出の他に基本マトリックス中における分散酸化物の酸化物金属は無視し得なし ）量で存在し、これが剛性を高める合金効果を有するからである。

純品質的見地から公知技術によっては本発明と比較し得るような高い剛性値が得 られないことが確認される。位置７に記載した純粋なニオブに関する記載は、本 発明により製造された分散合金に関して少なくとも室温では純粋なニオブの加工 及び場合によっては再結晶によってよりも著しく高い剛性を得ることができるこ とを示している。

玉−１−表 例４ 例１〜３におけるのと同様にしてタンタル−０，５重量％Ｔｉ０ｈ合金を製造し た。この場合若干のパラメータではタンタルの融点は一層高いことを考慮すべき である。

酸素を１１０５０ｐｐ含む平均粒径９．５μｍのタンタル粉末７７６０ｇを、平 均粒径０．２５μ曙のＴｉＯｚ３９ｇ（例１〜３におけるのと同じ酸化物粉末） と均一に混合した。

タンタル亜酸化物（ＴａＯｌＴ　ａ　Ｏｘ　）の蒸発による急激な０２減少を避 けるために、焼結温度を通常の約２６００°Ｃに対して２３００°Ｃにした。こ れにより使用したタンタル濃度に相応するほぼ化学量論量の酸素濃度が得；　４ 人ｒ□ヒ。−暦低い焼結温度に基づくより僅かな焼結密度は、次の押出成形時に おける完全な圧縮処理に対して十分なものであった。この場合量も微細なＴｉＯ □粒子を析出させる時効効果は有利には１１００°Ｃであった。タンタルの高い 耐熱性により押出成形は１２００　’Ｃで行った。引続き冷間加工をプロファイ ル圧延及び円形展延により実施した（全体で約８０％が変形）。

第１表は位置８で、更に８０の試料棒で得られた変形状態並びに再結晶後におけ る引張強さ及び伸び率を示す、高い再結晶温度（１６００°Ｃ／時）はＴｉｏｚ 分散質の明らかな粗大化をもたらし、従って冷間加工された材料に比べて分散硬 化は減少する。従って冷間硬化と分散硬化を組み合わせることによって、十分な 延性が得られると同時に特に良好な剛性がもたらされる。比較のため位置９に変 形率８２％の純粋なタンタルの値を示す。この場合製造工程及び方法パラメータ は上記のものに相応する。

国際調査磐失 国際調査報告

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．親金属の粉末に金属酸化物粉末を分散質として混合し、その際温度＜０．５ ＴＭで親金属の酸化物よりも大きい形成エネルギーを有する金属の酸化物を使用 する形式の、合金特性に一時的に影響を及ぼす少量の置換混晶相を含んでいても よい高融点（ＴＭ）の親金属からなる延性で高剛性の酸化物分散硬化焼結合金を 製造する方法において、 粉末混合物から成形された粉末プレス加工品を焼結工程中に少なくとも定時的に ０．７〜０．９ＴＭの温度範囲で以下の処理工程、すなわち 導入した酸化物を分解するか及び／又は親金属により還元し、生ずる成分を親金 属に溶解する、 溶解した成分を拡散により親金属内に微細に分配する、合金中に存在するすべて の酸素の一部を、有利には親金属の酸化物として、焼結体の表面から制御しなが ら蒸発させる、工程を経て焼結することを特徴とする延性で高剛性の酸化物分散 硬化焼結合金の製造方法。
2. ２．焼結合金を粉末プレス加工品の直接焼結処理により製造することを特徴とす る請求項１記載の方法。
3. ３．酸化物分散硬化焼結合金が親金属ニオブ又はタンタルからなり、溶解した酸 素少量の他にほぼ０．２〜１．５重量％の酸化物を金属Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｂａ 、Ｓｒ、Ｃａ、Ｙ、Ｌａの一種又は数種の使用下に含むことを特徴とする請求項 １又は２記載の酸化物分散硬化焼結合金。
4. ４．酸化物分散硬化焼結合金がＴｉＯ２０．２〜１重量％及び溶解した酸素少量 を含むニオブ合金であることを特徴とする請求項１又は２記載の酸化物分散焼結 合金。
5. ５．酸化物分散硬化焼結合金がＺｒＯ２０．２〜１．５重量％を含むニオブ合金 であることを特徴とする請求項１又は２記載の酸化物分散硬化焼結合金。