JPH057453B2 - - Google Patents
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- JPH057453B2 JPH057453B2 JP19109085A JP19109085A JPH057453B2 JP H057453 B2 JPH057453 B2 JP H057453B2 JP 19109085 A JP19109085 A JP 19109085A JP 19109085 A JP19109085 A JP 19109085A JP H057453 B2 JPH057453 B2 JP H057453B2
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Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、コバルト基分散強化型合金およびそ
の製造法に関し、さらに詳しくは、とくに、優れ
た高温クリープラプチヤー強度を有するコバルト
基分散強化型合金およびこれを安価に製造する方
法に関する。 〔従来の技術〕 コバルト（Co）基合金は、耐酸化性、耐熱疲
労特性および成形性などが要求される燃焼器ライ
ナー、高温用バネ材、ジエツトエンジンの燃焼室
内筒材などとして重用されているものである。 その中で、ヘインズアロイ188（Haynes
Alloy、Cabot Corp.商品名；以下「アロイ188」
という）は、とくに、耐酸化性に優れたものとし
て知られている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、近年Co基合金の応用範囲が広
がるにつれて、さらにその要求特性は厳しいもの
となつてきており、ときに、高温クリープラプチ
ヤー強度などの高温強度において、より優れたも
のが求められている。 本発明の目的は、アロイ188の改良により、従
来のかかる問題を解決し、耐酸化性、加工性など
の特性はこれと同等であり、しかも、より優れた
耐熱特性を有するコバルト基分散強化型合金を提
供することにある。 また、本発明の別の目的は、噴射分散法を適用
してこの合金を安定かつ安価に製造する方法の提
供を目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、前記問題点を解決するものとして、
Ｃ：0.05〜0.15重量％；Si：0.20〜0.50重量％；
Cr：20.0〜24.0重量％；Ni：20.0〜24.0重量％；
Ｗ：13.0〜16.0重量％；La：0.03〜0.15重量％；
Mn：1.25重量％以下；Fe：3.0重量％以下；残部
Coおよび不可避不純物；ならびに、該組成に対
して外割で4.0重量％以下のNb、2.0重量％以下の
Ta、1.0重量％以下のCa、1.0重量％以下のZrお
よび0.05重量％以下のMgのうちの少なくとも１
種よりなるコバルト基合金であつて、かつ、平均
粒径1000Å以下の耐火性粉末粒子が体積占有率
0.5〜4.0％の範囲で分散されてなることを特徴と
するCo基分散強化型合金を提供するものである。 本発明の分散強化型Co基合金は、Ｃ：0.05〜
0.15重量％；Si：0.20〜0.50重量％；Cr：20.0〜
24.0重量％；Ni：20.0〜24.0重量％；Ｗ：13.0〜
16.0重量％；La：0.03〜0.15重量％；Mn：1.25重
量％以下；Fe：3.0重量％以下；残部Coおよび不
可避不純物よりなる組成の合金に対して、外割で
4.0重量％以下のNb、2.0重量％以下のTa、1.0重
量％以下のCa、1.0重量％以下のZrおよび0.05重
量％以下のMgのうちの少なくとも１種を添加し
て得られた溶湯流に、Arガスとともに粒径50μｍ
以下の耐火性粉末粒子を前記溶湯において体積占
有率の0.5〜4.0％となる量で強制的に噴射分散さ
せた後鋳造することにより、製造することができ
る。 本発明のCo基分散強化型合金の母相は、従来
のアロイ188の組成、すなわち、上記した所定割
合のＣ、Si、Cr、Ni、Ｗ、La、Mn、Fe、Coお
よび不可避不純物を基本とし、さらに、これに耐
火性粉末の分散性を制御する元素（以下、「分散
制御元素」という）として、外割で所定量のNb、
Ta、Ca、ZrおよびMgのうち少なくとも１種が
添加されてなるものである。 本発明に用いられる、上記のNb等の分散制御
元素は、前記の合金の製造法において、耐火性粉
末と合金母相との濡れ性を向上させることにより
耐火性粉末の均一な分散を促し、同時に耐火性粉
末の平均粒径を低減させる作用を有する。これら
の分散制御元素は、その中の１種を単独で添加し
ても、あるいは、２種以上を組合わせて添加して
もよい。これらの分散制御元素それぞれの添加量
の上限値は前述したとおりであり、この上限値を
超えて、これらの元素を添加してもそれ以上の効
果が得られないばかりか、Ca、Mgの場合は得ら
れる合金の加工性が低下する。また、これらの元
素はいずれも高価なものであるため、製品コスト
の上昇を招来するという不利益がある。 これらの分散制御元素の好ましい添加量は、
Nb：１〜４重量％；Ta：0.5〜１重量％；Ca：
0.01〜0.05重量％；Zr：0.5〜１重量％；Mg：
0.01〜0.03重量％である。 本発明のCo基分散強化型合金中には耐火性粉
末粒子が分散されているが、この粒子の粒径は
1000Å以下であり、かつ、その体積占有率が0.5
〜4.0％であることが必要である。ここで、耐火
性粉末としては、融点が溶湯の温度より高い酸化
物粉末が挙げられ、その範囲はとくに制限される
ものではなく、例えば、アルミナ（Al2O3）、ジ
ルコニア（ZrO2）、マグネシア（MgO）、ハフニ
ア（HfO2）、イツトリア（Y2O3）などをあげる
ことができる。また、この粒子の粒径が1000Åを
超えると、得られた合金の高温クリープラプチヤ
ー強度の向上に対する効果があまり得られず、し
かも、この合金に引き続き塑性加工や熱処理など
を施す際に内部欠陥の発生源となる可能性が高
い。この粒径は小さいほど好ましい。 一方、かかる耐火性粉末粒子の体積占有率が
0.5％未満の場合は、これらの添加効果が充分に
得られず、逆に、4.0％を超えると合金材料の延
性が低下し、加工性の悪化を招来する。 ついで、本発明のCo基分散強化型合金の前記
製造法について述べる。すなわち、まず、所定量
のアロイ188に対し、外割で所定割合となるよう
に前述の分散制御元素を所定量添加したのち溶解
せしめ、例えば、該溶湯を鋳造する途中の溶湯流
にアルゴンガスと共に耐火性粉末粒子を強制的に
噴射分散させたのち、鋳造を行なう。この噴射分
散法の基本は、本発明者らの出願に係る特開昭53
−57101号公報に開示されているが、本発明にお
いては、得られる合金中の耐火性粉末粒子の粒径
および体積占有率が前記のとおりに達成されるた
めには、原料として用いられる添加前の耐火性粉
末粒子の粒径を50μｍ以下とする必要がある。こ
の粒径が50μｍより大きいと、得られる合金中に
分散する耐火性粉末粒子が1000Å以下となり難
く、また均一な分散も達成し難い。なお、分散さ
せる原料粉末の粒径が過度に小さいと作業性が低
下し、溶湯中への分散性が低下する。また、アル
ゴンガスの圧力は、10.3Kgｆ／cm2以下であること
が好ましい。 〔実施例〕 実施例 １〜７ Ｃ：0.07重量％；Si：0.35重量％；Cr：21重量
％；Ni：23重量％；Ｗ：14重量％；La：0.1重量
％；Mn：1.1重量％；Fe：1.5重量％；および残
部Coとなるように各成分元素を配合し、合金す
なわちアロイ188の原料全体で２Kgを高周波誘導
真空溶解炉にて溶解せしめ、更に、この溶湯中に
分散制御元素として表に記載の元素を表示の割合
（外割）で添加して溶解させた。 ついで、鋳型へ移送する過程の該溶湯流に、分
散粒子として平均粒径2μｍのMgOを圧力3.5Kg
ｆ／m2のアルゴンガスにより噴射分散したのち、
鋳型において鋳造し、鋳造物を得た。 このようにして得られた合金の鋳造物に対し、
均質化処理、溶体化処理、熱間鍛造、再び溶体化
処理を順次施したのち、その組織を抽出レプリカ
法により電子顕微鏡観察した。その結果、確認さ
れたMgOの平均粒子径（Å）、体積占有率（％）
および平均粒子間隔（μｍ）をそれぞれ表中に示
した。 さらに、この処理した合金の常温における引張
強さ（Kgｆ／mm2）、および1000℃、５Kgｆにおけ
るクリープラプチヤー強度（時間）を測定し、結
果を表中に併記した。 なお、上記実施例においては、耐火性粉末とし
てMgOを使用した場合について述べたが、これ
に限らず、Al2O3、ZrO2などでも同様に良好な結
果が得られた。 さらに、これらのCo基合金の耐酸化性および
加工性については、基材であるアロイ188と同様
に良好であることが確認された。 なお、比較例１として、分散制御元素を添加せ
ず、MgO粉末の分散を行なわない以外は実施例
と同様にして得られた合金（アロイ188）につい
て評価を行なつた。
の製造法に関し、さらに詳しくは、とくに、優れ
た高温クリープラプチヤー強度を有するコバルト
基分散強化型合金およびこれを安価に製造する方
法に関する。 〔従来の技術〕 コバルト（Co）基合金は、耐酸化性、耐熱疲
労特性および成形性などが要求される燃焼器ライ
ナー、高温用バネ材、ジエツトエンジンの燃焼室
内筒材などとして重用されているものである。 その中で、ヘインズアロイ188（Haynes
Alloy、Cabot Corp.商品名；以下「アロイ188」
という）は、とくに、耐酸化性に優れたものとし
て知られている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、近年Co基合金の応用範囲が広
がるにつれて、さらにその要求特性は厳しいもの
となつてきており、ときに、高温クリープラプチ
ヤー強度などの高温強度において、より優れたも
のが求められている。 本発明の目的は、アロイ188の改良により、従
来のかかる問題を解決し、耐酸化性、加工性など
の特性はこれと同等であり、しかも、より優れた
耐熱特性を有するコバルト基分散強化型合金を提
供することにある。 また、本発明の別の目的は、噴射分散法を適用
してこの合金を安定かつ安価に製造する方法の提
供を目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、前記問題点を解決するものとして、
Ｃ：0.05〜0.15重量％；Si：0.20〜0.50重量％；
Cr：20.0〜24.0重量％；Ni：20.0〜24.0重量％；
Ｗ：13.0〜16.0重量％；La：0.03〜0.15重量％；
Mn：1.25重量％以下；Fe：3.0重量％以下；残部
Coおよび不可避不純物；ならびに、該組成に対
して外割で4.0重量％以下のNb、2.0重量％以下の
Ta、1.0重量％以下のCa、1.0重量％以下のZrお
よび0.05重量％以下のMgのうちの少なくとも１
種よりなるコバルト基合金であつて、かつ、平均
粒径1000Å以下の耐火性粉末粒子が体積占有率
0.5〜4.0％の範囲で分散されてなることを特徴と
するCo基分散強化型合金を提供するものである。 本発明の分散強化型Co基合金は、Ｃ：0.05〜
0.15重量％；Si：0.20〜0.50重量％；Cr：20.0〜
24.0重量％；Ni：20.0〜24.0重量％；Ｗ：13.0〜
16.0重量％；La：0.03〜0.15重量％；Mn：1.25重
量％以下；Fe：3.0重量％以下；残部Coおよび不
可避不純物よりなる組成の合金に対して、外割で
4.0重量％以下のNb、2.0重量％以下のTa、1.0重
量％以下のCa、1.0重量％以下のZrおよび0.05重
量％以下のMgのうちの少なくとも１種を添加し
て得られた溶湯流に、Arガスとともに粒径50μｍ
以下の耐火性粉末粒子を前記溶湯において体積占
有率の0.5〜4.0％となる量で強制的に噴射分散さ
せた後鋳造することにより、製造することができ
る。 本発明のCo基分散強化型合金の母相は、従来
のアロイ188の組成、すなわち、上記した所定割
合のＣ、Si、Cr、Ni、Ｗ、La、Mn、Fe、Coお
よび不可避不純物を基本とし、さらに、これに耐
火性粉末の分散性を制御する元素（以下、「分散
制御元素」という）として、外割で所定量のNb、
Ta、Ca、ZrおよびMgのうち少なくとも１種が
添加されてなるものである。 本発明に用いられる、上記のNb等の分散制御
元素は、前記の合金の製造法において、耐火性粉
末と合金母相との濡れ性を向上させることにより
耐火性粉末の均一な分散を促し、同時に耐火性粉
末の平均粒径を低減させる作用を有する。これら
の分散制御元素は、その中の１種を単独で添加し
ても、あるいは、２種以上を組合わせて添加して
もよい。これらの分散制御元素それぞれの添加量
の上限値は前述したとおりであり、この上限値を
超えて、これらの元素を添加してもそれ以上の効
果が得られないばかりか、Ca、Mgの場合は得ら
れる合金の加工性が低下する。また、これらの元
素はいずれも高価なものであるため、製品コスト
の上昇を招来するという不利益がある。 これらの分散制御元素の好ましい添加量は、
Nb：１〜４重量％；Ta：0.5〜１重量％；Ca：
0.01〜0.05重量％；Zr：0.5〜１重量％；Mg：
0.01〜0.03重量％である。 本発明のCo基分散強化型合金中には耐火性粉
末粒子が分散されているが、この粒子の粒径は
1000Å以下であり、かつ、その体積占有率が0.5
〜4.0％であることが必要である。ここで、耐火
性粉末としては、融点が溶湯の温度より高い酸化
物粉末が挙げられ、その範囲はとくに制限される
ものではなく、例えば、アルミナ（Al2O3）、ジ
ルコニア（ZrO2）、マグネシア（MgO）、ハフニ
ア（HfO2）、イツトリア（Y2O3）などをあげる
ことができる。また、この粒子の粒径が1000Åを
超えると、得られた合金の高温クリープラプチヤ
ー強度の向上に対する効果があまり得られず、し
かも、この合金に引き続き塑性加工や熱処理など
を施す際に内部欠陥の発生源となる可能性が高
い。この粒径は小さいほど好ましい。 一方、かかる耐火性粉末粒子の体積占有率が
0.5％未満の場合は、これらの添加効果が充分に
得られず、逆に、4.0％を超えると合金材料の延
性が低下し、加工性の悪化を招来する。 ついで、本発明のCo基分散強化型合金の前記
製造法について述べる。すなわち、まず、所定量
のアロイ188に対し、外割で所定割合となるよう
に前述の分散制御元素を所定量添加したのち溶解
せしめ、例えば、該溶湯を鋳造する途中の溶湯流
にアルゴンガスと共に耐火性粉末粒子を強制的に
噴射分散させたのち、鋳造を行なう。この噴射分
散法の基本は、本発明者らの出願に係る特開昭53
−57101号公報に開示されているが、本発明にお
いては、得られる合金中の耐火性粉末粒子の粒径
および体積占有率が前記のとおりに達成されるた
めには、原料として用いられる添加前の耐火性粉
末粒子の粒径を50μｍ以下とする必要がある。こ
の粒径が50μｍより大きいと、得られる合金中に
分散する耐火性粉末粒子が1000Å以下となり難
く、また均一な分散も達成し難い。なお、分散さ
せる原料粉末の粒径が過度に小さいと作業性が低
下し、溶湯中への分散性が低下する。また、アル
ゴンガスの圧力は、10.3Kgｆ／cm2以下であること
が好ましい。 〔実施例〕 実施例 １〜７ Ｃ：0.07重量％；Si：0.35重量％；Cr：21重量
％；Ni：23重量％；Ｗ：14重量％；La：0.1重量
％；Mn：1.1重量％；Fe：1.5重量％；および残
部Coとなるように各成分元素を配合し、合金す
なわちアロイ188の原料全体で２Kgを高周波誘導
真空溶解炉にて溶解せしめ、更に、この溶湯中に
分散制御元素として表に記載の元素を表示の割合
（外割）で添加して溶解させた。 ついで、鋳型へ移送する過程の該溶湯流に、分
散粒子として平均粒径2μｍのMgOを圧力3.5Kg
ｆ／m2のアルゴンガスにより噴射分散したのち、
鋳型において鋳造し、鋳造物を得た。 このようにして得られた合金の鋳造物に対し、
均質化処理、溶体化処理、熱間鍛造、再び溶体化
処理を順次施したのち、その組織を抽出レプリカ
法により電子顕微鏡観察した。その結果、確認さ
れたMgOの平均粒子径（Å）、体積占有率（％）
および平均粒子間隔（μｍ）をそれぞれ表中に示
した。 さらに、この処理した合金の常温における引張
強さ（Kgｆ／mm2）、および1000℃、５Kgｆにおけ
るクリープラプチヤー強度（時間）を測定し、結
果を表中に併記した。 なお、上記実施例においては、耐火性粉末とし
てMgOを使用した場合について述べたが、これ
に限らず、Al2O3、ZrO2などでも同様に良好な結
果が得られた。 さらに、これらのCo基合金の耐酸化性および
加工性については、基材であるアロイ188と同様
に良好であることが確認された。 なお、比較例１として、分散制御元素を添加せ
ず、MgO粉末の分散を行なわない以外は実施例
と同様にして得られた合金（アロイ188）につい
て評価を行なつた。
以上の説明から明らかなように、本発明のCo
基分散強化型合金は、アロイ188と同様の良好な
耐酸化性および成形性を有するとともに、アロイ
188に比べてはるかに高い高温クリープラプチヤ
ー強度を有し、しかも、量産に適した噴射分散法
を適用して容易かつ安価に製造することができる
ため、燃焼器ライナー、高温用バネ材、ジエツト
エンジンの燃焼室内筒材などとして、その工業的
価値は極めて大である。
基分散強化型合金は、アロイ188と同様の良好な
耐酸化性および成形性を有するとともに、アロイ
188に比べてはるかに高い高温クリープラプチヤ
ー強度を有し、しかも、量産に適した噴射分散法
を適用して容易かつ安価に製造することができる
ため、燃焼器ライナー、高温用バネ材、ジエツト
エンジンの燃焼室内筒材などとして、その工業的
価値は極めて大である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｃ：0.05〜0.15重量％；Si：0.20〜0.50重量
％；Cr：20.0〜24.0重量％；Ni：20.0〜24.0重量
％；Ｗ：13.0〜16.0重量％；La：0.03〜0.15重量
％；Mn：1.25重量％以下；Fe：3.0重量％以下；
残部Coおよび不可避不純物；ならびに、該組成
に対して外割で4.0重量％以下のNb、2.0重量％以
下のTa、1.0重量％以下のCa、1.0重量％以下の
Zrおよび0.05重量％以下のMgのうちの少なくと
も１種よりなるコバルト基合金であつて、かつ、
平均粒径1000Å以下の耐火性粉末粒子が体積占有
率0.5〜4.0％の範囲で分散されてなることを特徴
とするコバルト基分散強化型合金。 ２ Ｃ：0.05〜0.15重量％；Si：0.20〜0.50重量
％；Cr：20.0〜24.0重量％；Ni：20.0〜24.0重量
％；Ｗ：13.0〜16.0重量％；La：0.03〜0.15重量
％；Mn：1.25重量％以下；Fe：3.0重量％以下；
残部Coおよび不可避不純物よりなる組成の合金
に対して、外割で4.0重量％以下のNb、2.0重量％
以下のTa、1.0重量％以下のCa、1.0重量％以下
のZrおよび0.05重量％以下のMgのうちの少なく
とも１種を添加して得られた溶湯流に、Arガス
とともに粒径50μｍ以下の耐火性粉末粒子を前記
溶湯において体積占有率の0.5〜4.0％となる量で
強制的に噴射分散させた後鋳造することを特徴と
するコバルト基分散強化型合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19109085A JPS6250434A (ja) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | コバルト基分散強化型合金およびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19109085A JPS6250434A (ja) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | コバルト基分散強化型合金およびその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6250434A JPS6250434A (ja) | 1987-03-05 |
| JPH057453B2 true JPH057453B2 (ja) | 1993-01-28 |
Family
ID=16268688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19109085A Granted JPS6250434A (ja) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | コバルト基分散強化型合金およびその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6250434A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140096423A (ko) * | 2013-01-25 | 2014-08-06 | 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 | 컬럼 스페이서 및 블랙 매트릭스를 동시에 구현할 수 있는 착색 감광성 수지 조성물 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6717037B2 (ja) | 2016-04-28 | 2020-07-01 | 住友電気工業株式会社 | 合金粉末、焼結体、合金粉末の製造方法および焼結体の製造方法 |
| CN106636850B (zh) * | 2016-11-21 | 2019-02-15 | 重庆材料研究院有限公司 | 高温抗氧化性高强度掺稀土合金材料及制备方法 |
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-
1985
- 1985-08-30 JP JP19109085A patent/JPS6250434A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20140096423A (ko) * | 2013-01-25 | 2014-08-06 | 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 | 컬럼 스페이서 및 블랙 매트릭스를 동시에 구현할 수 있는 착색 감광성 수지 조성물 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6250434A (ja) | 1987-03-05 |
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