JPH0455783B2 - - Google Patents
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- JPH0455783B2 JPH0455783B2 JP62009554A JP955487A JPH0455783B2 JP H0455783 B2 JPH0455783 B2 JP H0455783B2 JP 62009554 A JP62009554 A JP 62009554A JP 955487 A JP955487 A JP 955487A JP H0455783 B2 JPH0455783 B2 JP H0455783B2
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- nickel
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Description
（産業上の利用分野）
本発明は、チタン系金属のクラツド鋼に製法に
関する。特に、本発明は、インサート材として低
炭素鋼および純ニツケルもしくはニツケル合金、
例えば鉄−ニツケル−クロム合金を利用した圧延
によるチタン系金属のクラツド鋼の製造方法に関
する。 （従来の技術） 異種材料を接合して成るクラツド材、特に母材
に鋼板を利用するクラツド鋼は、合せ材および母
材それぞれの材料の特徴を生かすことができるた
め近年に至りその応用分野を拡大しつつあり、特
にチタン材を合せ材としたクラツド鋼はチタン材
のもつ欠点を鋼板によつて補充するもので、海水
淡水化プラントなどへの需要が増大しつつあり、
信頼性のある安価な製法の開発はその実用化、一
般化を図るうえで重要な意義を有する。 今日、チタン材を合せ材としたクラツド鋼は、
爆着法および低炭素鋼板（含純鉄材）をインサー
ト材として圧延法により製造されている。 しかしながら、爆着法では、組立スラブ寸法に
制限があり、製品寸法が小さい。また、寸法精度
が劣るため、クラツド層の均一性に欠ける等の欠
点がみられる。さらに、SR（後熱処理）による接
合強度の低下が大きく、まだ十分満足すべきもの
とはなつていない。 一方、低炭素鋼をインサート材とした圧延法
は、Fe中でのＣの拡散速度が大きいため、母材
鋼板のＣがインサート材を通じてTi界面へ到達
しTiCが生成してしまう。この母材鋼材のＣはイ
ンサート材の厚さを増しても粒界を通じて容易に
拡散してしまう。特に、熱間圧延によつてクラツ
ド鋼の板厚が減少した後、SR処理が施される場
合にはその拡散は容易となる。このようにして生
成したTiCは非常に硬くて脆いため、このように
して得られるクラツド鋼の強度劣化が免れない。 （発明が解決しようとする問題点） このように、TiCの析出は接合強度の低下を招
くため、その生成を可及的に防止しなければなら
ない。したがつて、前述のように、TiCの生成を
抑制するためにはTi／母材鋼界面に低炭素鋼や
純鉄をインサートすることが行われている。 しかし、高温に加熱して圧延でクラツド鋼板を
製造する場合にはたとえインサート材を使つたと
しても母材鋼板に含有される炭素がこれらインサ
ート材を通じてTi界面にまで拡散し接合強度の
低下をもたらすTiCの析出を生じせしめることと
なる。インサート材の厚さが薄い程、また加熱温
度が高い程、この傾向は大きい。特に、最近のよ
うにクラツド鋼が薄層化して大きな量の加工を行
うようになつてきていると、また生産性を上げる
ため圧下量を大きくするため高温での圧延が行わ
れるようになつてくると、上述のようなTiCの生
成が重要な問題となつてきつている。 かくして、本発明の目的は、インサート材の薄
層化、圧延の高温化にもかかわらず、TiC生成の
問題の生じない。チタン系金属クラツド鋼の製造
方法を提供することである。 （問題点を解決するための手段） 本発明者らは、かかる目的達成のため種々検討
したところ、純鉄板を包含する低炭素鋼材とニツ
ケル材との組合せ材をインサート材とすることが
効果的であることを見い出し、特願昭60−38887
号として特許出願した。 すなわち、合せ材側に脆い金属間化合物やTiC
の生成が少なく、しかも、適度に相互拡散層を生
じせしめる低炭素鋼材を、さらに、低炭素鋼材と
母材鋼材との間に炭素の拡散を遅らせるNi材を
インサート材として用いると、圧延のまゝおよび
後熱処理が付加されるいずれの場合でもTiCの析
出が効果的に防止でき、優れた接合強度を有する
クラツド鋼板を製造できるのである。 ここに、本発明者らは、さらに種々検討を重ね
たところ、上記インサート材としては純Niに限
らず、ニツケル合金一般についてその効果が認め
られ、そのような純ニツケルあるいはニツケル合
金ならびに低炭素鋼材を例えばメツキ層、蒸着
層、あるいは溶射層である密着層としてのインサ
ート材として利用しても効果的であることを知
り、本発明を完成した。 よつて、本発明の要旨とするところは、チタン
系金属の合せ材と母材鋼板を重ね合せて熱間圧延
によつてクラツド鋼を製造する方法において、両
部材間に合せ材側に炭素含有量が0.01重量％以下
の低炭素鋼材を、さらに、母材鋼板側に純ニツケ
ルもしくはニツケル合金材を介在させてクラツド
素材とし、該低炭素鋼および／または純ニツケル
もしくはニツケル合金を密着層として構成し、こ
れらの部材間の接合面に酸素の供給が行われない
ように該クラツド素材にシール溶接を行なつた
後、少なくとも上記チタン系金属の合せ材と低炭
素鋼材との接合面に真空脱気処理を行い、これを
圧延開始温度500℃以上、1050℃以下でロール圧
延することを特徴とするチタン系金属クラツド鋼
の製法である。 本発明の１態様によれば、上記純ニツケル材も
しくはニツケル合金材の片面に炭素含有量が0.01
重量％以下の低炭素鋼の密着層を設けるように構
成してもよい。 本発明のさらに別の態様によれば、前記低炭素
層材の片面に純ニツケルもしくはニツケル合金の
密着層を設けるように構成してもよい。 本発明のなおさらに別の態様によれば、前記母
材鋼板の片面に純ニツケルもしくはニツケル合金
の密着層を設けるように構成してもよい。 さらに、本発明の別の態様によれば、前記母材
鋼板の片面に純ニツケルもしくはニツケル合金の
第１密着層を設け、該第１密着層の上に炭素含有
量が0.01重量％以下の低炭素鋼の密着層を設ける
ように構成してもよい。 なお、これらの密着層は、電解メツキ層、無電
解メツキ層、蒸着層、および溶射層から群から選
んだ一種である。 ここに、「チタン系金属」とは純チタンおよび
チタン基合金を包含するものであり、「炭素含有
量が0.01重量％以下の低炭素鋼」には純鉄も包含
される趣旨である。ただし、いわゆるステンレス
鋼は包含されない。さらに、「ニツケル合金」は、
好ましくはNi25重量％以上のニツケル合金であ
り、さらに好ましくはFe−Ni−Crを主成分とす
るオーステナイト系合金である。その特定例にあ
つて、その合金組成は、重量％で、以下のように
限定される。 Cr≦18、Ｎ≧−0.78Cr＋26 Cr＞18、Ni≧1.13（Cr−18）＋12 残部Feおよび不可避不純物。 さらに本発明の別の好適態様にあつては、上記
鉄−ニツケル−クロム合金は、さらにＣ：0.05重
量％以下、その他の合金元素合計５重量％以下を
含有してもよい。 このように、本発明は、合せ材と母材鋼板を高
い接合力で接着させるには、界面にTiCを析出さ
せないでTiとFeの相互拡散を生じさせることが
重要であること、さらに、圧延材をSR処理する
とTiCの析出が一層促進され接合強度が低下する
との知見に基づくもので、これを解決するために
はTiとの界面へＣを供給しないことが重要で、
そのために合せ材側に低炭素鋼を、さらに、母材
鋼板側にＣの拡散係数の小さい純ニツケルもしく
はニツケル合金をインサート材として用い、これ
らインサート材の少なくとも１つを密着層の形で
設け、さらに圧延前の加熱中に合せ材と母材鋼板
およびインサート材表面に酸化層が生成すると
TiとFeの相互拡散が生じないため、かかる酸化
層の生成を防止するために加熱に先立つて真空脱
気処理を行うのである。 ここに、純ニツケルもしくはニツケル合金イン
サート材の必要厚さは加熱温度と時間、および低
炭素鋼（および純鉄）インサート材の厚さによつ
て便宜変化させてもよい。特に制限されるもので
はない。 圧延に先立つて、クラツド素材を所定温度に加
熱するが、すでに述べたように、この加熱中、こ
れら接合界面に酸素が供給されると表面酸化層が
生成し、これが固相接合の基本となる元素の相互
拡散を生じさせなくなる。これを防止するため
に、本発明においては、加熱に先立つてクラツド
素材のシール溶接を行い、例えば10-1Torr以下
に脱気処理を行なうのが好ましい。Ti／Fe界面
に生成する金属間化合物の溶融温度が1085℃であ
ることから、このときの加熱温度の上限を1050℃
とした。 母材鋼板SS41鋼板からのＣの拡散を抑制する
には低炭素鋼インサート材の厚さを大とする程効
果的であるが、その厚さが２mmを超えると、剪断
試験での強度がインサート材そのものの剪断強さ
を示すため好ましくない。 （作用） 次に、添付図面を参照しながら本発明をさらに
詳細に説明する。 第１図は、本発明にかかるチタン系金属クラツ
ド鋼板の製造過程にみられるクラツド素材の斜視
図である。第１図において、母材鋼板１の上には
中間材である純ニツケル層あるいはニツケル合金
層２が設けられており、さらに別の中間体である
低炭素鋼（含純鉄）層３も設けられている。そし
て、この低炭素鋼層３を介して合せ材であるチタ
ン板４がクラツドされている。本発明によれば、
純ニツケル層あるいはニツケル合金層２および／
または低炭素鋼層３は密着層として構成される。 特に各板材の厚さは制限ないが、好ましくは、
最終材としてインサート材の合計厚さは組合せ鋼
板全厚さの0.1〜10％程度、通常は0.5〜3.0％程度
とするのが良い。 次に、本発明にかかるチタン系金属クラツド鋼
の製法について説明する。 (1) 密着層の形成： まず、母材鋼板、合せ材のチタン材、インサ
ート材である純ニツケルもしくはニツケル合金
材および低炭素鋼材を用意する。各接合すべき
面は、脱脂等の処理を経て可及的に清浄なもの
とするのがよい。 密着層として構成するこれらのインサート材
の態様は、次の４種がある。 純ニツケルもしくはニツケル合金材の片面
に炭素含有量が0.01重量％以下の低炭素鋼
（含純鉄、以下同じ）の密着層を設ける。 低炭素鋼材の片面に純ニツケルもしくはニ
ツケル合金の密着層を設ける。 母材鋼板の片面に純ニツケルもしくはニツ
ケル合金の密着層を設ける。 母材鋼板の片面に純ニツケルもしくはニツ
ケル合金の第１密着層を設け、該第１密着層
の上に炭素含有量が0.01重量％以下の低炭素
鋼の密着層を設ける。 なお、以下にあつては純ニツケル材に純
Feを電気メツキする場合を例にとつて説明
する。 (2) クラツド素材の組立： 第１図に示すように各素材である母材鋼板
１、鉄メツキ層３を備えた純ニツケル材２、お
よびチタン板４を積層化し、そのとき各インサ
ート材およびチタン板の大きさを母材鋼板より
わずかに小さなものとすることにより、母材上
の各素材を別の低炭素鋼板であるカバー５で被
覆し、各継目６を溶接してシールして、クラツ
ド素材７とする。インサート材は合せ材（チタ
ンまたはチタン合金）側はFe密着層、母材鋼
板側は純ニツケル材とする。 第１図において鋼板１の一部に脱気用の吸引
口８が設けられている。 (3) 脱気： クラツド素材７を得てから吸引口８を経て内
部をロータリーポンプ等で脱期し、10-1Torr
以下の真空度とする。脱気処理は加熱しながら
脱気するとより容易に高真空となる。所定の脱
気が終了したら吸引口８を溶断するなど便宜な
手段で遮断する。 (4) 加熱・圧延： 加熱温度は1050℃以下、500℃以上である。
好ましくは700〜900℃で十分である。圧延はあ
まり低温仕上げとすると加工硬化やマルテンサ
イト変態によつて変形抵抗が増大するため400
℃以上の仕上げ温度が好ましい。 かくして本発明により製造されたクラツド鋼
にあつてはTiCの生成は実質上みられず、後熱
処理によつても強度低下はみられなかつた。 圧延終了後、カバーである鋼板を剥ぐことに
よつて目的とするチタン系金属クラツド鋼が得
られる。 次に、本発明の実施例を示す。 実施例 JIS H4600 １種相当のチタン板（厚さ10mm）
とSS41相当の炭素鋼（厚さ90mm）を用い種々の
試験を実施した。 第１表に示す化学組成を有する低炭素鋼または
純ニツケル材をインサート材として使用し、加熱
温度とこれらインサート材の密着層厚さの関係を
JIS 601およびJIS 3603にしたがつてその剪断強
度との関連で調査した。
関する。特に、本発明は、インサート材として低
炭素鋼および純ニツケルもしくはニツケル合金、
例えば鉄−ニツケル−クロム合金を利用した圧延
によるチタン系金属のクラツド鋼の製造方法に関
する。 （従来の技術） 異種材料を接合して成るクラツド材、特に母材
に鋼板を利用するクラツド鋼は、合せ材および母
材それぞれの材料の特徴を生かすことができるた
め近年に至りその応用分野を拡大しつつあり、特
にチタン材を合せ材としたクラツド鋼はチタン材
のもつ欠点を鋼板によつて補充するもので、海水
淡水化プラントなどへの需要が増大しつつあり、
信頼性のある安価な製法の開発はその実用化、一
般化を図るうえで重要な意義を有する。 今日、チタン材を合せ材としたクラツド鋼は、
爆着法および低炭素鋼板（含純鉄材）をインサー
ト材として圧延法により製造されている。 しかしながら、爆着法では、組立スラブ寸法に
制限があり、製品寸法が小さい。また、寸法精度
が劣るため、クラツド層の均一性に欠ける等の欠
点がみられる。さらに、SR（後熱処理）による接
合強度の低下が大きく、まだ十分満足すべきもの
とはなつていない。 一方、低炭素鋼をインサート材とした圧延法
は、Fe中でのＣの拡散速度が大きいため、母材
鋼板のＣがインサート材を通じてTi界面へ到達
しTiCが生成してしまう。この母材鋼材のＣはイ
ンサート材の厚さを増しても粒界を通じて容易に
拡散してしまう。特に、熱間圧延によつてクラツ
ド鋼の板厚が減少した後、SR処理が施される場
合にはその拡散は容易となる。このようにして生
成したTiCは非常に硬くて脆いため、このように
して得られるクラツド鋼の強度劣化が免れない。 （発明が解決しようとする問題点） このように、TiCの析出は接合強度の低下を招
くため、その生成を可及的に防止しなければなら
ない。したがつて、前述のように、TiCの生成を
抑制するためにはTi／母材鋼界面に低炭素鋼や
純鉄をインサートすることが行われている。 しかし、高温に加熱して圧延でクラツド鋼板を
製造する場合にはたとえインサート材を使つたと
しても母材鋼板に含有される炭素がこれらインサ
ート材を通じてTi界面にまで拡散し接合強度の
低下をもたらすTiCの析出を生じせしめることと
なる。インサート材の厚さが薄い程、また加熱温
度が高い程、この傾向は大きい。特に、最近のよ
うにクラツド鋼が薄層化して大きな量の加工を行
うようになつてきていると、また生産性を上げる
ため圧下量を大きくするため高温での圧延が行わ
れるようになつてくると、上述のようなTiCの生
成が重要な問題となつてきつている。 かくして、本発明の目的は、インサート材の薄
層化、圧延の高温化にもかかわらず、TiC生成の
問題の生じない。チタン系金属クラツド鋼の製造
方法を提供することである。 （問題点を解決するための手段） 本発明者らは、かかる目的達成のため種々検討
したところ、純鉄板を包含する低炭素鋼材とニツ
ケル材との組合せ材をインサート材とすることが
効果的であることを見い出し、特願昭60−38887
号として特許出願した。 すなわち、合せ材側に脆い金属間化合物やTiC
の生成が少なく、しかも、適度に相互拡散層を生
じせしめる低炭素鋼材を、さらに、低炭素鋼材と
母材鋼材との間に炭素の拡散を遅らせるNi材を
インサート材として用いると、圧延のまゝおよび
後熱処理が付加されるいずれの場合でもTiCの析
出が効果的に防止でき、優れた接合強度を有する
クラツド鋼板を製造できるのである。 ここに、本発明者らは、さらに種々検討を重ね
たところ、上記インサート材としては純Niに限
らず、ニツケル合金一般についてその効果が認め
られ、そのような純ニツケルあるいはニツケル合
金ならびに低炭素鋼材を例えばメツキ層、蒸着
層、あるいは溶射層である密着層としてのインサ
ート材として利用しても効果的であることを知
り、本発明を完成した。 よつて、本発明の要旨とするところは、チタン
系金属の合せ材と母材鋼板を重ね合せて熱間圧延
によつてクラツド鋼を製造する方法において、両
部材間に合せ材側に炭素含有量が0.01重量％以下
の低炭素鋼材を、さらに、母材鋼板側に純ニツケ
ルもしくはニツケル合金材を介在させてクラツド
素材とし、該低炭素鋼および／または純ニツケル
もしくはニツケル合金を密着層として構成し、こ
れらの部材間の接合面に酸素の供給が行われない
ように該クラツド素材にシール溶接を行なつた
後、少なくとも上記チタン系金属の合せ材と低炭
素鋼材との接合面に真空脱気処理を行い、これを
圧延開始温度500℃以上、1050℃以下でロール圧
延することを特徴とするチタン系金属クラツド鋼
の製法である。 本発明の１態様によれば、上記純ニツケル材も
しくはニツケル合金材の片面に炭素含有量が0.01
重量％以下の低炭素鋼の密着層を設けるように構
成してもよい。 本発明のさらに別の態様によれば、前記低炭素
層材の片面に純ニツケルもしくはニツケル合金の
密着層を設けるように構成してもよい。 本発明のなおさらに別の態様によれば、前記母
材鋼板の片面に純ニツケルもしくはニツケル合金
の密着層を設けるように構成してもよい。 さらに、本発明の別の態様によれば、前記母材
鋼板の片面に純ニツケルもしくはニツケル合金の
第１密着層を設け、該第１密着層の上に炭素含有
量が0.01重量％以下の低炭素鋼の密着層を設ける
ように構成してもよい。 なお、これらの密着層は、電解メツキ層、無電
解メツキ層、蒸着層、および溶射層から群から選
んだ一種である。 ここに、「チタン系金属」とは純チタンおよび
チタン基合金を包含するものであり、「炭素含有
量が0.01重量％以下の低炭素鋼」には純鉄も包含
される趣旨である。ただし、いわゆるステンレス
鋼は包含されない。さらに、「ニツケル合金」は、
好ましくはNi25重量％以上のニツケル合金であ
り、さらに好ましくはFe−Ni−Crを主成分とす
るオーステナイト系合金である。その特定例にあ
つて、その合金組成は、重量％で、以下のように
限定される。 Cr≦18、Ｎ≧−0.78Cr＋26 Cr＞18、Ni≧1.13（Cr−18）＋12 残部Feおよび不可避不純物。 さらに本発明の別の好適態様にあつては、上記
鉄−ニツケル−クロム合金は、さらにＣ：0.05重
量％以下、その他の合金元素合計５重量％以下を
含有してもよい。 このように、本発明は、合せ材と母材鋼板を高
い接合力で接着させるには、界面にTiCを析出さ
せないでTiとFeの相互拡散を生じさせることが
重要であること、さらに、圧延材をSR処理する
とTiCの析出が一層促進され接合強度が低下する
との知見に基づくもので、これを解決するために
はTiとの界面へＣを供給しないことが重要で、
そのために合せ材側に低炭素鋼を、さらに、母材
鋼板側にＣの拡散係数の小さい純ニツケルもしく
はニツケル合金をインサート材として用い、これ
らインサート材の少なくとも１つを密着層の形で
設け、さらに圧延前の加熱中に合せ材と母材鋼板
およびインサート材表面に酸化層が生成すると
TiとFeの相互拡散が生じないため、かかる酸化
層の生成を防止するために加熱に先立つて真空脱
気処理を行うのである。 ここに、純ニツケルもしくはニツケル合金イン
サート材の必要厚さは加熱温度と時間、および低
炭素鋼（および純鉄）インサート材の厚さによつ
て便宜変化させてもよい。特に制限されるもので
はない。 圧延に先立つて、クラツド素材を所定温度に加
熱するが、すでに述べたように、この加熱中、こ
れら接合界面に酸素が供給されると表面酸化層が
生成し、これが固相接合の基本となる元素の相互
拡散を生じさせなくなる。これを防止するため
に、本発明においては、加熱に先立つてクラツド
素材のシール溶接を行い、例えば10-1Torr以下
に脱気処理を行なうのが好ましい。Ti／Fe界面
に生成する金属間化合物の溶融温度が1085℃であ
ることから、このときの加熱温度の上限を1050℃
とした。 母材鋼板SS41鋼板からのＣの拡散を抑制する
には低炭素鋼インサート材の厚さを大とする程効
果的であるが、その厚さが２mmを超えると、剪断
試験での強度がインサート材そのものの剪断強さ
を示すため好ましくない。 （作用） 次に、添付図面を参照しながら本発明をさらに
詳細に説明する。 第１図は、本発明にかかるチタン系金属クラツ
ド鋼板の製造過程にみられるクラツド素材の斜視
図である。第１図において、母材鋼板１の上には
中間材である純ニツケル層あるいはニツケル合金
層２が設けられており、さらに別の中間体である
低炭素鋼（含純鉄）層３も設けられている。そし
て、この低炭素鋼層３を介して合せ材であるチタ
ン板４がクラツドされている。本発明によれば、
純ニツケル層あるいはニツケル合金層２および／
または低炭素鋼層３は密着層として構成される。 特に各板材の厚さは制限ないが、好ましくは、
最終材としてインサート材の合計厚さは組合せ鋼
板全厚さの0.1〜10％程度、通常は0.5〜3.0％程度
とするのが良い。 次に、本発明にかかるチタン系金属クラツド鋼
の製法について説明する。 (1) 密着層の形成： まず、母材鋼板、合せ材のチタン材、インサ
ート材である純ニツケルもしくはニツケル合金
材および低炭素鋼材を用意する。各接合すべき
面は、脱脂等の処理を経て可及的に清浄なもの
とするのがよい。 密着層として構成するこれらのインサート材
の態様は、次の４種がある。 純ニツケルもしくはニツケル合金材の片面
に炭素含有量が0.01重量％以下の低炭素鋼
（含純鉄、以下同じ）の密着層を設ける。 低炭素鋼材の片面に純ニツケルもしくはニ
ツケル合金の密着層を設ける。 母材鋼板の片面に純ニツケルもしくはニツ
ケル合金の密着層を設ける。 母材鋼板の片面に純ニツケルもしくはニツ
ケル合金の第１密着層を設け、該第１密着層
の上に炭素含有量が0.01重量％以下の低炭素
鋼の密着層を設ける。 なお、以下にあつては純ニツケル材に純
Feを電気メツキする場合を例にとつて説明
する。 (2) クラツド素材の組立： 第１図に示すように各素材である母材鋼板
１、鉄メツキ層３を備えた純ニツケル材２、お
よびチタン板４を積層化し、そのとき各インサ
ート材およびチタン板の大きさを母材鋼板より
わずかに小さなものとすることにより、母材上
の各素材を別の低炭素鋼板であるカバー５で被
覆し、各継目６を溶接してシールして、クラツ
ド素材７とする。インサート材は合せ材（チタ
ンまたはチタン合金）側はFe密着層、母材鋼
板側は純ニツケル材とする。 第１図において鋼板１の一部に脱気用の吸引
口８が設けられている。 (3) 脱気： クラツド素材７を得てから吸引口８を経て内
部をロータリーポンプ等で脱期し、10-1Torr
以下の真空度とする。脱気処理は加熱しながら
脱気するとより容易に高真空となる。所定の脱
気が終了したら吸引口８を溶断するなど便宜な
手段で遮断する。 (4) 加熱・圧延： 加熱温度は1050℃以下、500℃以上である。
好ましくは700〜900℃で十分である。圧延はあ
まり低温仕上げとすると加工硬化やマルテンサ
イト変態によつて変形抵抗が増大するため400
℃以上の仕上げ温度が好ましい。 かくして本発明により製造されたクラツド鋼
にあつてはTiCの生成は実質上みられず、後熱
処理によつても強度低下はみられなかつた。 圧延終了後、カバーである鋼板を剥ぐことに
よつて目的とするチタン系金属クラツド鋼が得
られる。 次に、本発明の実施例を示す。 実施例 JIS H4600 １種相当のチタン板（厚さ10mm）
とSS41相当の炭素鋼（厚さ90mm）を用い種々の
試験を実施した。 第１表に示す化学組成を有する低炭素鋼または
純ニツケル材をインサート材として使用し、加熱
温度とこれらインサート材の密着層厚さの関係を
JIS 601およびJIS 3603にしたがつてその剪断強
度との関連で調査した。
【表】
これら素材を第１図の如く組立て、端部に設け
た脱気孔よりロータリーポンプにて排気した。
10-1Torr以下に減圧した後、脱気孔を溶接でふ
さぎ、850℃に５時間加熱した。そして、その圧
延材と、さらに、後熱処理を施した板について剪
断強度を測定した。なお、圧延の圧下比は５、後
熱処理の条件は850℃×５時間一定のもとで調査
した。 それらの結果は第２図ないし第６図にまとめて
示す。 第２図は、インサート材としての純ニツケル材
の片面に、FeSO4・7H2Oを250ｇ／、
（NH4）2SO4を120ｇ／含有するPH2.3の浴組成、
浴温度45℃のもとで、Feを電解メツキし、その
メツキ層圧さを最大2000μｍまで変化させた。こ
のFe密着層をTi合せ材側、Ni材を母材孔板
（SS41）側とした組合せで圧延したクラツド鋼板
の剪断強度の変化を示す。この場合のNi材の厚
さは300μｍで一定とした。 第２図に示す結果からは、Feメツキ層厚さは
250μｍ未満で接合強度が低くなるが、その理由
は、NiがFeメツキ層を通してTi中へ拡散し、脆
いTi−Niの金属間化合物層を生成するためと考
えられる。 なお、この圧延クラツド鋼板を大気中600℃×
１時間の熱処理を施しても剪断強度特性はほとん
ど変化しなかつた。また、無電解メツキでFeを
成層させても、ほぼ、これと同様の接合強度を示
した。 第３図は、インサート材としての低炭素鋼材の
片面に、硫酸ニツケル150ｇ／、塩化アンモニ
ウム15ｇ／、ホウ酸15ｇ／を含有するPH6.0
の浴組成、浴温度25℃のもとでNiを電解メツキ
し、得られたNi密着層の厚さを最大1000μｍまで
変化させた。このNi密着層を母材鋼板（SS41）
側、低炭素鋼材をTi合せ材側とした組合せで圧
延したクラツド鋼板の剪断強度の変化を示す。こ
の場合、低炭素鋼材の板圧を最大500μｍまで変
化させた。 ここで、低炭素鋼材の元厚さが300μｍ以上の
場合、Niメツキ層がなくても高い接合強度を示
すのは、低炭素鋼致そのものがSS41からのＣが
Ti界面へ到達するのを抑制するためのバリアと
して作用しているためである。また、低炭素鋼材
が比較的薄くNiメツキ密着層も薄いとき接合強
度が低下するのはTi−Ni金属化合物やTiCの脆
化層が生成するためである。 このようにして得た圧延クラツド鋼板を大気中
600℃×１時間の熱処理を行い、そのときの剪断
強度測定結果を第４図に示す。 第４図の結果から分かるように、圧延によつて
低炭素鋼材とNiメツキ密着層の厚さが減少し、
しかもこの温度におけるＣのFe中拡散が速いた
めに、Niメツキ層の薄い領域では接合強度が低
下した。しかしながら、Niメツキ層厚さが大と
なるにつれて強度が上昇し、Ni材をインサート
材としたときと同様に、Niメツキ密着層がSS41
からのＣの拡散のバリアとして作用していること
が明らかとなつた。 なお、このNi密着層を無電解メツキ、蒸着お
よび溶射による方法で成層させたものでも、第３
図さらには第４図と同様の結果を示した。 第５図にあつては、母材鋼板（SS41）の片面
合せ面側に、第３図の試験の場合と同様の方法で
Niを電解メツキし、このNi密着層の上に低炭素
鋼材を、さらに、その上に合せ材であるチタン板
を重ね合せて圧延した。このとき得られたクラツ
ド鋼板の剪断強度試験を行つた結果を第５図にま
とめて示す。この場合、Niメツキ層の厚さを最
大100μｍまで変化させた。低炭素鋼板の板厚は
100μｍで一定とした。 同図には、圧延クラツド鋼板を大気中で600℃
×１時間熱処理を行つた後の剪断強度の測定結果
も併せて示した。これからも明らかなように、こ
の場合も低炭素鋼板上にNiメツキを行つたもの
と同様の傾向となり、メツキ層厚さの増加と共に
接合強度も増大した。なお、このNi密着層を無
電解メツキ、蒸着および溶射で形成させても、ほ
ぼ、同様の値を示した。 第６図は、母材鋼板（SS41）の片面合せ面側
に、先ず、第３図と第５図で示したと同様の方法
でNiを電解メツキし、さらに、その上に第２図
で示したと同じ方法でFeを電解メツキし、その
上に合せ材であるチタン板を重ね合せて圧延した
クラツド鋼板の接合強度試験経過を示す。この場
合、Niメツキ密着層は最大1000μｍまで、Feメツ
キ密着層は元厚さを100μｍと500μｍの２通りに
変化させた。 この場合も、NiとFeの片方に板を用いた場合
と接合強度的には、ほぼ、同じ結果を示した。こ
れを大気中600℃×１時間加熱した後の剪断強度
は第４図とほとんど同じ傾向を示した。 さらに、このNi、Fe密着層を無電解メツキ、
蒸着または溶射と方法を変えて成層し、しかもそ
れらの組合せを変化させて接合強度への影響を調
査したが、いずれも第６図の結果と、ほぼ、同じ
であつた。 （発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば低炭素鋼
および純ニツケルもしくはニツケル合金をインサ
ート材として利用する場合、少なくとも一方を密
着層として設けても接合強度のすぐれたチタン系
金属クラツド鋼が容易に製造でき、圧延後の接合
強度が、後熱処理においてもほとんど変わらない
高い接合強度のチタン系金属クラツド鋼が得ら
れ、従来の爆着法に代わる信頼性ある安価な圧延
法によるチタン系金属クラツド鋼の製法として、
その利益は大きい。
た脱気孔よりロータリーポンプにて排気した。
10-1Torr以下に減圧した後、脱気孔を溶接でふ
さぎ、850℃に５時間加熱した。そして、その圧
延材と、さらに、後熱処理を施した板について剪
断強度を測定した。なお、圧延の圧下比は５、後
熱処理の条件は850℃×５時間一定のもとで調査
した。 それらの結果は第２図ないし第６図にまとめて
示す。 第２図は、インサート材としての純ニツケル材
の片面に、FeSO4・7H2Oを250ｇ／、
（NH4）2SO4を120ｇ／含有するPH2.3の浴組成、
浴温度45℃のもとで、Feを電解メツキし、その
メツキ層圧さを最大2000μｍまで変化させた。こ
のFe密着層をTi合せ材側、Ni材を母材孔板
（SS41）側とした組合せで圧延したクラツド鋼板
の剪断強度の変化を示す。この場合のNi材の厚
さは300μｍで一定とした。 第２図に示す結果からは、Feメツキ層厚さは
250μｍ未満で接合強度が低くなるが、その理由
は、NiがFeメツキ層を通してTi中へ拡散し、脆
いTi−Niの金属間化合物層を生成するためと考
えられる。 なお、この圧延クラツド鋼板を大気中600℃×
１時間の熱処理を施しても剪断強度特性はほとん
ど変化しなかつた。また、無電解メツキでFeを
成層させても、ほぼ、これと同様の接合強度を示
した。 第３図は、インサート材としての低炭素鋼材の
片面に、硫酸ニツケル150ｇ／、塩化アンモニ
ウム15ｇ／、ホウ酸15ｇ／を含有するPH6.0
の浴組成、浴温度25℃のもとでNiを電解メツキ
し、得られたNi密着層の厚さを最大1000μｍまで
変化させた。このNi密着層を母材鋼板（SS41）
側、低炭素鋼材をTi合せ材側とした組合せで圧
延したクラツド鋼板の剪断強度の変化を示す。こ
の場合、低炭素鋼材の板圧を最大500μｍまで変
化させた。 ここで、低炭素鋼材の元厚さが300μｍ以上の
場合、Niメツキ層がなくても高い接合強度を示
すのは、低炭素鋼致そのものがSS41からのＣが
Ti界面へ到達するのを抑制するためのバリアと
して作用しているためである。また、低炭素鋼材
が比較的薄くNiメツキ密着層も薄いとき接合強
度が低下するのはTi−Ni金属化合物やTiCの脆
化層が生成するためである。 このようにして得た圧延クラツド鋼板を大気中
600℃×１時間の熱処理を行い、そのときの剪断
強度測定結果を第４図に示す。 第４図の結果から分かるように、圧延によつて
低炭素鋼材とNiメツキ密着層の厚さが減少し、
しかもこの温度におけるＣのFe中拡散が速いた
めに、Niメツキ層の薄い領域では接合強度が低
下した。しかしながら、Niメツキ層厚さが大と
なるにつれて強度が上昇し、Ni材をインサート
材としたときと同様に、Niメツキ密着層がSS41
からのＣの拡散のバリアとして作用していること
が明らかとなつた。 なお、このNi密着層を無電解メツキ、蒸着お
よび溶射による方法で成層させたものでも、第３
図さらには第４図と同様の結果を示した。 第５図にあつては、母材鋼板（SS41）の片面
合せ面側に、第３図の試験の場合と同様の方法で
Niを電解メツキし、このNi密着層の上に低炭素
鋼材を、さらに、その上に合せ材であるチタン板
を重ね合せて圧延した。このとき得られたクラツ
ド鋼板の剪断強度試験を行つた結果を第５図にま
とめて示す。この場合、Niメツキ層の厚さを最
大100μｍまで変化させた。低炭素鋼板の板厚は
100μｍで一定とした。 同図には、圧延クラツド鋼板を大気中で600℃
×１時間熱処理を行つた後の剪断強度の測定結果
も併せて示した。これからも明らかなように、こ
の場合も低炭素鋼板上にNiメツキを行つたもの
と同様の傾向となり、メツキ層厚さの増加と共に
接合強度も増大した。なお、このNi密着層を無
電解メツキ、蒸着および溶射で形成させても、ほ
ぼ、同様の値を示した。 第６図は、母材鋼板（SS41）の片面合せ面側
に、先ず、第３図と第５図で示したと同様の方法
でNiを電解メツキし、さらに、その上に第２図
で示したと同じ方法でFeを電解メツキし、その
上に合せ材であるチタン板を重ね合せて圧延した
クラツド鋼板の接合強度試験経過を示す。この場
合、Niメツキ密着層は最大1000μｍまで、Feメツ
キ密着層は元厚さを100μｍと500μｍの２通りに
変化させた。 この場合も、NiとFeの片方に板を用いた場合
と接合強度的には、ほぼ、同じ結果を示した。こ
れを大気中600℃×１時間加熱した後の剪断強度
は第４図とほとんど同じ傾向を示した。 さらに、このNi、Fe密着層を無電解メツキ、
蒸着または溶射と方法を変えて成層し、しかもそ
れらの組合せを変化させて接合強度への影響を調
査したが、いずれも第６図の結果と、ほぼ、同じ
であつた。 （発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば低炭素鋼
および純ニツケルもしくはニツケル合金をインサ
ート材として利用する場合、少なくとも一方を密
着層として設けても接合強度のすぐれたチタン系
金属クラツド鋼が容易に製造でき、圧延後の接合
強度が、後熱処理においてもほとんど変わらない
高い接合強度のチタン系金属クラツド鋼が得ら
れ、従来の爆着法に代わる信頼性ある安価な圧延
法によるチタン系金属クラツド鋼の製法として、
その利益は大きい。
第１図は、クラツド素材を一部破壊して示す斜
視図；第２図ないし第６図は、本発明の実施例に
おける各種チタン系金属クラツド鋼の接合強度を
それぞれまとめて示すグラフである。 １：母材鋼板、２：Ni板、３：低炭素鋼板、
４：チタン板、５：カバー、６：継目、７：クラ
ツド素材、８：吸引口。
視図；第２図ないし第６図は、本発明の実施例に
おける各種チタン系金属クラツド鋼の接合強度を
それぞれまとめて示すグラフである。 １：母材鋼板、２：Ni板、３：低炭素鋼板、
４：チタン板、５：カバー、６：継目、７：クラ
ツド素材、８：吸引口。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ チタン系金属の合せ材と母材鋼板を重ね合せ
て熱間圧延によつてクラツド鋼を製造する方法に
おいて、両部材間に合せ材側に炭素含有量が0.01
重量％以下の低炭素鋼材を、さらに、母材鋼板側
に純ニツケルもしくはニツケル合金材を介在させ
てクラツド素材とし、該低炭素鋼材および／また
は純ニツケルもしくはニツケル合金材を密着層と
して構成し、これらの部材間の接合面に酸素の供
給が行われないように該クラツド素材にシール溶
接を行なつた後、少なくとも上記チタン系金属の
合せ材と低炭素鋼材との接合面に真空脱気処理を
行い、これを圧延開始温度500℃以上、1050℃以
下でロール圧延することを特徴とするチタン系金
属クラツド鋼の製法。 ２ 前記純ニツケルもしくはニツケル合金材の片
面に炭素含有量が0.01重量％以下の低炭素鋼の密
着層を設ける、特許請求の範囲第１項記載の製
法。 ３ 前記低炭素鋼材の片面に純ニツケルもしくは
ニツケル合金の密着層を設ける、特許請求の範囲
第１項記載の製法。 ４ 前記母材鋼板の片面に純ニツケルもしくはニ
ツケル合金の密着層を設ける、特許請求の範囲第
１項記載の製法。 ５ 前記母材鋼板の片面に純ニツケルもしくはニ
ツケル合金の第１密着層を設け、該第１密着層の
上に炭素含有量が0.01重量％以下の低炭素鋼の第
２密着層を設ける、特許請求の範囲第１項記載の
製法。 ６ 前記密着層が、電解メツキ層、無電解メツキ
層、蒸着層、および溶射層から成る群から選んだ
一種である、特許請求の範囲第１項ないし第５項
のいずれかに記載の製法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP955487A JPS63177979A (ja) | 1987-01-19 | 1987-01-19 | チタン系金属クラツド鋼の製法 |
| DE8787102405T DE3767897D1 (de) | 1986-02-24 | 1987-02-20 | Mit titan ueberzogener stahl und verfahren zu seiner herstellung. |
| EP87102405A EP0238854B1 (en) | 1986-02-24 | 1987-02-20 | Titanium-clad steel and a method for the manufacture thereof |
| US07/017,754 US4839242A (en) | 1986-02-24 | 1987-02-24 | Titanium-clad steel and a method for the manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP955487A JPS63177979A (ja) | 1987-01-19 | 1987-01-19 | チタン系金属クラツド鋼の製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63177979A JPS63177979A (ja) | 1988-07-22 |
| JPH0455783B2 true JPH0455783B2 (ja) | 1992-09-04 |
Family
ID=11723497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP955487A Granted JPS63177979A (ja) | 1986-02-24 | 1987-01-19 | チタン系金属クラツド鋼の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63177979A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104826867A (zh) * | 2015-05-15 | 2015-08-12 | 攀钢集团研究院有限公司 | 采用大压下量轧制镍中间层钛钢复合板的方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60203376A (ja) * | 1984-03-28 | 1985-10-14 | Nippon Stainless Steel Co Ltd | チタンクラツド材の製造方法 |
-
1987
- 1987-01-19 JP JP955487A patent/JPS63177979A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63177979A (ja) | 1988-07-22 |
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