JPH11286069A - チタン系金属クラッドステンレス鋼およびその製造法 - Google Patents
チタン系金属クラッドステンレス鋼およびその製造法Info
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- JPH11286069A JPH11286069A JP9127598A JP9127598A JPH11286069A JP H11286069 A JPH11286069 A JP H11286069A JP 9127598 A JP9127598 A JP 9127598A JP 9127598 A JP9127598 A JP 9127598A JP H11286069 A JPH11286069 A JP H11286069A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、ステンレス鋼を母材とし、各種純
チタンおよびチタン合金から選ばれるチタン系金属が合
せ材として接合されたチタン系金属クラッドステンレス
鋼、およびその製造法であり、安定した十分な接合強度
を有し、汎用設備により製造可能で、労力、時間、製造
コストを軽減する。 【解決手段】 ステンレス鋼とチタン系金属との間に、
Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆのうち少なくとも１種を１０〜５０原
子％含有し残部がＣｕおよび不可避的不純物からなるア
モルファス合金を介在させて拡散接合され、主としてス
テンレス鋼からなる層、主として介在させたアモルファ
ス合金の構成元素のうちＣｕ以外の元素とＦｅなどのス
テンレス鋼の構成元素とからなる層、主として介在させ
たアモルファス合金の構成元素からなる層、主としてチ
タン系金属からなる層の４層が順に形成されていること
を特徴とするチタン系金属クラッドステンレス鋼。
チタンおよびチタン合金から選ばれるチタン系金属が合
せ材として接合されたチタン系金属クラッドステンレス
鋼、およびその製造法であり、安定した十分な接合強度
を有し、汎用設備により製造可能で、労力、時間、製造
コストを軽減する。 【解決手段】 ステンレス鋼とチタン系金属との間に、
Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆのうち少なくとも１種を１０〜５０原
子％含有し残部がＣｕおよび不可避的不純物からなるア
モルファス合金を介在させて拡散接合され、主としてス
テンレス鋼からなる層、主として介在させたアモルファ
ス合金の構成元素のうちＣｕ以外の元素とＦｅなどのス
テンレス鋼の構成元素とからなる層、主として介在させ
たアモルファス合金の構成元素からなる層、主としてチ
タン系金属からなる層の４層が順に形成されていること
を特徴とするチタン系金属クラッドステンレス鋼。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ステンレス鋼を母
材とし、各種純チタンおよびチタン合金から選ばれるチ
タン系金属が合せ材として接合されたチタン系金属クラ
ッドステンレス鋼、およびその製造法に関するものであ
る、
材とし、各種純チタンおよびチタン合金から選ばれるチ
タン系金属が合せ材として接合されたチタン系金属クラ
ッドステンレス鋼、およびその製造法に関するものであ
る、
【０００２】
【従来の技術】チタン系金属クラッドステンレス鋼は、
母材のステンレス鋼スラブと合せ材のチタン系金属スラ
ブとを重ね合せて組立てスラブとし、これを熱間圧延す
ることにより製造されていた。組立てスラブは、爆着法
により両スラブを接合し、あるいは重ね合せた両スラブ
を鋼板などのカバーで被覆し脱気して製造されていた。
後者においては、両スラブの間に中間材を介在させるこ
とにより、製品クラッドステンレス鋼の接合強度を向上
させる方法が知られている。
母材のステンレス鋼スラブと合せ材のチタン系金属スラ
ブとを重ね合せて組立てスラブとし、これを熱間圧延す
ることにより製造されていた。組立てスラブは、爆着法
により両スラブを接合し、あるいは重ね合せた両スラブ
を鋼板などのカバーで被覆し脱気して製造されていた。
後者においては、両スラブの間に中間材を介在させるこ
とにより、製品クラッドステンレス鋼の接合強度を向上
させる方法が知られている。
【０００３】例えば特開昭６３−５６３７１号公報に
は、上記中間材として、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｕ−Ｎｉ合金の
いずれか１種を併せて介在させることが提案されてい
る。また、特開昭６３−３０６０３１号公報には、Ｆｅ
−Ｚｎ合金を介在させることが提案されている。
は、上記中間材として、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｕ−Ｎｉ合金の
いずれか１種を併せて介在させることが提案されてい
る。また、特開昭６３−３０６０３１号公報には、Ｆｅ
−Ｚｎ合金を介在させることが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術におい
て、まず組立てスラブを製造するため、爆着設備、鋼板
被覆設備、排気設備など特有の設備を必要とし、かつ過
大な労力、時間およびコストを要していた。また、熱間
圧延に際しては、鋼板用あるいはチタン板用の通常の設
備を使用できるが、ステンレス鋼とチタン系金属との変
形抵抗の差などに起因して、圧着されない部位が生じる
などの問題点を有していた。さらに、上記公報等に提案
されている中間材を介在させても、得られるチタンクラ
ッドステンレス鋼の製品は、必ずしも十分な接合強度を
有するものではなかった。
て、まず組立てスラブを製造するため、爆着設備、鋼板
被覆設備、排気設備など特有の設備を必要とし、かつ過
大な労力、時間およびコストを要していた。また、熱間
圧延に際しては、鋼板用あるいはチタン板用の通常の設
備を使用できるが、ステンレス鋼とチタン系金属との変
形抵抗の差などに起因して、圧着されない部位が生じる
などの問題点を有していた。さらに、上記公報等に提案
されている中間材を介在させても、得られるチタンクラ
ッドステンレス鋼の製品は、必ずしも十分な接合強度を
有するものではなかった。
【０００５】本発明は、ステンレス鋼を母材とし、各種
純チタンおよびチタン合金から選ばれるチタン系金属が
合せ材として接合されたチタン系金属クラッドステンレ
ス鋼、およびその製造法であり、安定した十分な接合強
度を有し、汎用設備により製造可能で、労力、時間、製
造コストを軽減することを目的とする。
純チタンおよびチタン合金から選ばれるチタン系金属が
合せ材として接合されたチタン系金属クラッドステンレ
ス鋼、およびその製造法であり、安定した十分な接合強
度を有し、汎用設備により製造可能で、労力、時間、製
造コストを軽減することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を解
決するものであって、その要旨とするところは以下の通
りである。 （１） ステンレス鋼とチタン系金属との間に、Ｔｉ，
Ｚｒ，Ｈｆのうち少なくとも１種を１０〜５０原子％含
有し残部がＣｕおよび不可避的不純物からなるアモルフ
ァス合金を介在させて拡散接合され、主としてステンレ
ス鋼からなる層、主として介在させたアモルファス合金
の構成元素のうちＣｕ以外の元素とＦｅなどのステンレ
ス鋼の構成元素とからなる層、主として介在させたアモ
ルファス合金の構成元素からなる層、主としてチタン系
金属からなる層の４層が順に形成されていることを特徴
とするチタン系金属クラッドステンレス鋼。
決するものであって、その要旨とするところは以下の通
りである。 （１） ステンレス鋼とチタン系金属との間に、Ｔｉ，
Ｚｒ，Ｈｆのうち少なくとも１種を１０〜５０原子％含
有し残部がＣｕおよび不可避的不純物からなるアモルフ
ァス合金を介在させて拡散接合され、主としてステンレ
ス鋼からなる層、主として介在させたアモルファス合金
の構成元素のうちＣｕ以外の元素とＦｅなどのステンレ
ス鋼の構成元素とからなる層、主として介在させたアモ
ルファス合金の構成元素からなる層、主としてチタン系
金属からなる層の４層が順に形成されていることを特徴
とするチタン系金属クラッドステンレス鋼。
【０００７】（２） ステンレス鋼とチタン系金属との
間に、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆのうち少なくとも１種を１０〜
５０原子％含有し、かつＶ，Ｎｂ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｍｎ，
Ｎｉのうち少なくとも１種を０．１〜１０原子％含有し
残部がＣｕおよび不可避的不純物からなるアモルファス
合金を介在させて拡散接合され、主としてステンレス鋼
からなる層、主として介在させたアモルファス合金の構
成元素のうちＣｕ以外の元素とＦｅなどのステンレス鋼
の構成元素とからなる層、主として介在させたアモルフ
ァス合金の構成元素からなる層、主としてチタン系金属
からなる層の４層が順に形成されていることを特徴とす
るチタン系金属クラッドステンレス鋼。
間に、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆのうち少なくとも１種を１０〜
５０原子％含有し、かつＶ，Ｎｂ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｍｎ，
Ｎｉのうち少なくとも１種を０．１〜１０原子％含有し
残部がＣｕおよび不可避的不純物からなるアモルファス
合金を介在させて拡散接合され、主としてステンレス鋼
からなる層、主として介在させたアモルファス合金の構
成元素のうちＣｕ以外の元素とＦｅなどのステンレス鋼
の構成元素とからなる層、主として介在させたアモルフ
ァス合金の構成元素からなる層、主としてチタン系金属
からなる層の４層が順に形成されていることを特徴とす
るチタン系金属クラッドステンレス鋼。
【０００８】（３） ステンレス鋼とチタン系金属との
間に、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆのうち少なくとも１種を１０〜
５０原子％含有し残部がＣｕおよび不可避的不純物から
なるアモルファス合金を介在させ、加圧しつつ加熱して
拡散接合することを特徴とするチタン系金属クラッドス
テンレス鋼の製造法。
間に、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆのうち少なくとも１種を１０〜
５０原子％含有し残部がＣｕおよび不可避的不純物から
なるアモルファス合金を介在させ、加圧しつつ加熱して
拡散接合することを特徴とするチタン系金属クラッドス
テンレス鋼の製造法。
【０００９】（４） ステンレス鋼とチタン系金属との
間に、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆのうち少なくとも１種を１０〜
５０原子％含有し、かつＶ，Ｎｂ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｍｎ，
Ｎｉのうち少なくとも１種を０．１〜１０原子％含有し
残部がＣｕおよび不可避的不純物からなるアモルファス
合金を介在させ、加圧しつつ加熱して拡散接合すること
を特徴とするチタン系金属クラッドステンレス鋼の製造
法。
間に、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆのうち少なくとも１種を１０〜
５０原子％含有し、かつＶ，Ｎｂ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｍｎ，
Ｎｉのうち少なくとも１種を０．１〜１０原子％含有し
残部がＣｕおよび不可避的不純物からなるアモルファス
合金を介在させ、加圧しつつ加熱して拡散接合すること
を特徴とするチタン系金属クラッドステンレス鋼の製造
法。
【００１０】（５） 大気中にて、１０ｋＰａ以上の圧
力で加圧しつつ、８００℃以上の温度に３０秒以上保持
する条件で加熱することを特徴とする前記（３）又は
（４）記載のチタン系金属クラッドステンレス鋼の製造
法。
力で加圧しつつ、８００℃以上の温度に３０秒以上保持
する条件で加熱することを特徴とする前記（３）又は
（４）記載のチタン系金属クラッドステンレス鋼の製造
法。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明のチタン系金属クラッドス
テンレス鋼は、母材のステンレス鋼と合せ材のチタン系
金属との間に、中間材として１０〜５０原子％のＴｉ，
Ｚｒ，Ｈｆを含有し残部がＣｕおよび不可避的不純物か
らなるアモルファス合金、又は、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆのう
ち少なくとも１種を１０〜５０原子％含有し、かつ、
Ｖ，Ｎｂ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｍｎ，Ｎｉのうち少なくとも１
種を０．１〜１０原子％含有し残部がＣｕおよび不可避
的不純物からなるアモルファス合金を介在させて拡散接
合されており、その断面を概略図で示すと、図１のよう
に、主としてステンレス鋼からなる層１、主としてアモ
ルファス合金の構成元素のうちＣｕ以外の元素とステン
レス鋼の構成元素からなる層２、主としてアモルファス
合金の構成元素からなる層３、主としてチタン系金属か
らなる層４の４層が順に形成されている。
テンレス鋼は、母材のステンレス鋼と合せ材のチタン系
金属との間に、中間材として１０〜５０原子％のＴｉ，
Ｚｒ，Ｈｆを含有し残部がＣｕおよび不可避的不純物か
らなるアモルファス合金、又は、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆのう
ち少なくとも１種を１０〜５０原子％含有し、かつ、
Ｖ，Ｎｂ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｍｎ，Ｎｉのうち少なくとも１
種を０．１〜１０原子％含有し残部がＣｕおよび不可避
的不純物からなるアモルファス合金を介在させて拡散接
合されており、その断面を概略図で示すと、図１のよう
に、主としてステンレス鋼からなる層１、主としてアモ
ルファス合金の構成元素のうちＣｕ以外の元素とステン
レス鋼の構成元素からなる層２、主としてアモルファス
合金の構成元素からなる層３、主としてチタン系金属か
らなる層４の４層が順に形成されている。
【００１２】母材のステンレス鋼としては、ＪＩＳ Ｇ
４３０３等で規定されるＳＵＳ３０４などのオーステ
ナイト系ステンレス鋼やＳＵＳ４３０などのフェライト
系ステンレス鋼などの各種工業用ステンレス鋼が対象と
なり、合せ材のチタン系金属としては、ＪＩＳ Ｈ ４
６００等で規定される各種工業用純チタン、および６Ａ
ｌ−４Ｖ−Ｔｉなどの各種チタン合金を対象とすること
ができる。
４３０３等で規定されるＳＵＳ３０４などのオーステ
ナイト系ステンレス鋼やＳＵＳ４３０などのフェライト
系ステンレス鋼などの各種工業用ステンレス鋼が対象と
なり、合せ材のチタン系金属としては、ＪＩＳ Ｈ ４
６００等で規定される各種工業用純チタン、および６Ａ
ｌ−４Ｖ−Ｔｉなどの各種チタン合金を対象とすること
ができる。
【００１３】中間材は１０〜５０原子％のＴｉ，Ｚｒ，
Ｈｆを含有し残部がＣｕおよび不可避的不純物からなる
アモルファス合金、又は、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆのうち少な
くとも１種を１０〜５０原子％含有し、かつ、Ｖ，Ｎ
ｂ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｍｎ，Ｎｉのうち少なくとも１種を
０．１〜１０原子％含有し残部がＣｕおよび不可避的不
純物からなるアモルファス合金で、溶湯から急冷凝固し
てアモルファス合金とするためＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆのうち
少なくとも１種を１０〜５０原子％含有する。さらに、
このアモルファス合金の低融点化を実現するために、こ
のアモルファス合金にＶ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｍｎ，Ｎｉのう
ち少なくとも１種を０．１〜１０原子％の範囲で含有す
る。拡散接合に用いる中間材は融点が低いことが望まし
いから本発明においてはアモルファス合金を用いるが、
一層の低融点化が図られることにより中間材としての機
能をさらに高めることが可能となる。
Ｈｆを含有し残部がＣｕおよび不可避的不純物からなる
アモルファス合金、又は、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆのうち少な
くとも１種を１０〜５０原子％含有し、かつ、Ｖ，Ｎ
ｂ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｍｎ，Ｎｉのうち少なくとも１種を
０．１〜１０原子％含有し残部がＣｕおよび不可避的不
純物からなるアモルファス合金で、溶湯から急冷凝固し
てアモルファス合金とするためＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆのうち
少なくとも１種を１０〜５０原子％含有する。さらに、
このアモルファス合金の低融点化を実現するために、こ
のアモルファス合金にＶ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｍｎ，Ｎｉのう
ち少なくとも１種を０．１〜１０原子％の範囲で含有す
る。拡散接合に用いる中間材は融点が低いことが望まし
いから本発明においてはアモルファス合金を用いるが、
一層の低融点化が図られることにより中間材としての機
能をさらに高めることが可能となる。
【００１４】本発明のチタン系金属クラッドステンレス
鋼の主としてステンレス鋼からなる層１は、母材のステ
ンレス鋼成分および組織を主とし、合せ材のチタン系金
属側で、通常は成分と組織の一方または双方に変化が見
られる。また、主としてチタン系金属からなる層４は、
合せ材の各種工業用純チタンあるいはチタン合金の成分
および組織を主とし、母材のステンレス鋼側で通常は成
分と組織の一方または双方に変化が見られる。
鋼の主としてステンレス鋼からなる層１は、母材のステ
ンレス鋼成分および組織を主とし、合せ材のチタン系金
属側で、通常は成分と組織の一方または双方に変化が見
られる。また、主としてチタン系金属からなる層４は、
合せ材の各種工業用純チタンあるいはチタン合金の成分
および組織を主とし、母材のステンレス鋼側で通常は成
分と組織の一方または双方に変化が見られる。
【００１５】このような本発明のチタン系金属クラッド
ステンレス鋼は、上記母材と合せ材との間にアモルファ
ス合金の中間材を介在させ、加圧しつつ加熱して拡散接
合することにより得られる。上記アモルファス合金は容
易に溶融し、かつアモルファス合金の構成元素が容易に
拡散するので、短時間加熱による拡散接合が可能であ
り、従来のような真空中での高温長時間加熱を必要とせ
ず、真空雰囲気とするための排気装置や、非酸化性雰囲
気とするための雰囲気調整装置を有しない汎用の加熱設
備を使用して製造することができる。
ステンレス鋼は、上記母材と合せ材との間にアモルファ
ス合金の中間材を介在させ、加圧しつつ加熱して拡散接
合することにより得られる。上記アモルファス合金は容
易に溶融し、かつアモルファス合金の構成元素が容易に
拡散するので、短時間加熱による拡散接合が可能であ
り、従来のような真空中での高温長時間加熱を必要とせ
ず、真空雰囲気とするための排気装置や、非酸化性雰囲
気とするための雰囲気調整装置を有しない汎用の加熱設
備を使用して製造することができる。
【００１６】本発明のチタンクラッドステンレス鋼にお
ける母材は、板のほか管や任意の形状の形材とすること
ができ、その表面形状に合せた合せ材を箱状の中間材を
介在させて拡散接合できる。しかも、得られたチタンク
ラッドステンレス鋼は強固な接合強度を有し、そのまま
の形状で、あるいは圧延などの加工を行って製品とする
ことができる。
ける母材は、板のほか管や任意の形状の形材とすること
ができ、その表面形状に合せた合せ材を箱状の中間材を
介在させて拡散接合できる。しかも、得られたチタンク
ラッドステンレス鋼は強固な接合強度を有し、そのまま
の形状で、あるいは圧延などの加工を行って製品とする
ことができる。
【００１７】つぎに、本発明法は図２に示すように、母
材５と合せ材６の間に、中間材７として１０〜５０原子
％のＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆを含有し残部がＣｕおよび不可避
的不純物からなるアモルファス合金、又は、Ｔｉ，Ｚ
ｒ，Ｈｆのうち少なくとも１種を１０〜５０原子％含有
し、かつ、Ｖ，Ｎｂ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｍｎ，Ｎｉのうち少
なくとも１種を０．１〜１０原子％含有し残部がＣｕお
よび不可避的不純物からなるアモルファス合金を介在さ
せ、加圧しつつ加熱して拡散接合する。母材５は、ＪＩ
Ｓ Ｇ ４３０３等で規定される各種のステンレス鋼が
対象となり、合せ村６はチタン系金属であり、ＪＩＳ
Ｈ ４６００等で規定される各種工業用純チタン、およ
びＴｉ−６Ａｌ−４Ｖなどのチタン合金を対象とするこ
とができる。
材５と合せ材６の間に、中間材７として１０〜５０原子
％のＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆを含有し残部がＣｕおよび不可避
的不純物からなるアモルファス合金、又は、Ｔｉ，Ｚ
ｒ，Ｈｆのうち少なくとも１種を１０〜５０原子％含有
し、かつ、Ｖ，Ｎｂ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｍｎ，Ｎｉのうち少
なくとも１種を０．１〜１０原子％含有し残部がＣｕお
よび不可避的不純物からなるアモルファス合金を介在さ
せ、加圧しつつ加熱して拡散接合する。母材５は、ＪＩ
Ｓ Ｇ ４３０３等で規定される各種のステンレス鋼が
対象となり、合せ村６はチタン系金属であり、ＪＩＳ
Ｈ ４６００等で規定される各種工業用純チタン、およ
びＴｉ−６Ａｌ−４Ｖなどのチタン合金を対象とするこ
とができる。
【００１８】拡散接合において、加圧は１０ｋＰａ以
上、温度は中間材７が溶融する８００℃以上、保持時間
は３０秒以上でよい。従来のような高温長時間の加熱を
要しないので、真空中や非酸化性雰囲気とする必要がな
く、大気中で加熱することができる。加圧は、例えば耐
火レンガ等の耐火性物質からなる重しを乗せることによ
り行うが、母材が厚い場合は、母材が上側になるように
配置して、母材の自重により加圧することもできる。
上、温度は中間材７が溶融する８００℃以上、保持時間
は３０秒以上でよい。従来のような高温長時間の加熱を
要しないので、真空中や非酸化性雰囲気とする必要がな
く、大気中で加熱することができる。加圧は、例えば耐
火レンガ等の耐火性物質からなる重しを乗せることによ
り行うが、母材が厚い場合は、母材が上側になるように
配置して、母材の自重により加圧することもできる。
【００１９】本発明法において、拡散接合の加熱雰囲気
は上記のように大気中とすることができ、従来のような
真空炉は不要であり、真空雰囲気とするための排気装置
や、非酸化性雰囲気とするための雰囲気調整装置を有し
ない汎用の各種加熱設備を使用できる。大気中での加熱
は、具体的には、大気開放型の電気抵抗加熱炉や誘導加
熱炉等による雰囲気調整しない加熱が対象となる。
は上記のように大気中とすることができ、従来のような
真空炉は不要であり、真空雰囲気とするための排気装置
や、非酸化性雰囲気とするための雰囲気調整装置を有し
ない汎用の各種加熱設備を使用できる。大気中での加熱
は、具体的には、大気開放型の電気抵抗加熱炉や誘導加
熱炉等による雰囲気調整しない加熱が対象となる。
【００２０】また本発明において、バーナーを設けた各
種燃焼炉で加熱することもできる。その場合の雰囲気
は、特に考慮する必要はなく、加熱効率が最良となる空
気比でよい。勿論、酸化を抑えるために空気比１．０未
満の燃焼雰囲気としてもよく、また、不活性ガス使用雰
囲気等により酸化を抑えた輻射加熱を行うこともでき
る。
種燃焼炉で加熱することもできる。その場合の雰囲気
は、特に考慮する必要はなく、加熱効率が最良となる空
気比でよい。勿論、酸化を抑えるために空気比１．０未
満の燃焼雰囲気としてもよく、また、不活性ガス使用雰
囲気等により酸化を抑えた輻射加熱を行うこともでき
る。
【００２１】中間材７のアモルファス合金は、溶湯から
急冷凝固してアモルファスとするためＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ
のうち少なくとも１種の含有量を１０〜５０原子％の範
囲とした。また、このアモルファス合金の一層の低融点
化のためにＶ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｍｎ，Ｎｉのうち少なくと
も１種を０．１〜１０原子％の範囲で含有させることが
できる。拡散接合においては母材への熱影響を極力少な
くするため等の点から、用いる中間材は融点が低いこと
が望まれる。本発明においてはこの点から母材となるス
テンレス鋼およびチタン系金属の融点に比べて低融点で
あるアモルファス合金を用いるが、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆの
うち少なくとも１種を１０〜５０原子％含有し、残部を
Ｃｕおよび不可避的不純物とするアモルファス合金にお
いては、Ｖ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｍｎ，Ｎｉのうち少なくとも
１種を０．１〜１０原子％添加することにより、一層の
低融点化が図られる。一層の低融点化が図られることに
より中間材としての機能をさらに高めることが可能とな
る。なお、中間材７の金属組織は大半が非晶質（アモル
ファス）であればよく、体積率で３０％程度以下の結晶
質が含まれていてもよい。このようなアモルファス合金
は、回転中の冷却ロール周面に溶湯を噴射することで急
冷凝固させて製造することができ、厚さは１００μｍ程
度およびそれ以下である。
急冷凝固してアモルファスとするためＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ
のうち少なくとも１種の含有量を１０〜５０原子％の範
囲とした。また、このアモルファス合金の一層の低融点
化のためにＶ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｍｎ，Ｎｉのうち少なくと
も１種を０．１〜１０原子％の範囲で含有させることが
できる。拡散接合においては母材への熱影響を極力少な
くするため等の点から、用いる中間材は融点が低いこと
が望まれる。本発明においてはこの点から母材となるス
テンレス鋼およびチタン系金属の融点に比べて低融点で
あるアモルファス合金を用いるが、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆの
うち少なくとも１種を１０〜５０原子％含有し、残部を
Ｃｕおよび不可避的不純物とするアモルファス合金にお
いては、Ｖ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｍｎ，Ｎｉのうち少なくとも
１種を０．１〜１０原子％添加することにより、一層の
低融点化が図られる。一層の低融点化が図られることに
より中間材としての機能をさらに高めることが可能とな
る。なお、中間材７の金属組織は大半が非晶質（アモル
ファス）であればよく、体積率で３０％程度以下の結晶
質が含まれていてもよい。このようなアモルファス合金
は、回転中の冷却ロール周面に溶湯を噴射することで急
冷凝固させて製造することができ、厚さは１００μｍ程
度およびそれ以下である。
【００２２】本発明法によりチタンクラッドステンレス
鋼板を製造するには、鋼板を母材５とし、チタン系金属
板を合せ材６とし、平箔状の上記アモルファス合金を中
間材７として、拡散接合することができる。またクラッ
ド鋼管を製造するには、鋼管を母材５とし、母材５の管
内周あるいは管外周に、平箱状の上記アモルファス合金
を中間材７として介在させ、上記合せ材６を嵌合して拡
散接合することができる。さらに、各種形状の形材につ
いても、形状を合せた母材５および合せ材６を中間材７
を介在させて重ね合せ、拡散接合により製造することが
できる。そして、接合後、熱間または冷間圧延すること
もできる。
鋼板を製造するには、鋼板を母材５とし、チタン系金属
板を合せ材６とし、平箔状の上記アモルファス合金を中
間材７として、拡散接合することができる。またクラッ
ド鋼管を製造するには、鋼管を母材５とし、母材５の管
内周あるいは管外周に、平箱状の上記アモルファス合金
を中間材７として介在させ、上記合せ材６を嵌合して拡
散接合することができる。さらに、各種形状の形材につ
いても、形状を合せた母材５および合せ材６を中間材７
を介在させて重ね合せ、拡散接合により製造することが
できる。そして、接合後、熱間または冷間圧延すること
もできる。
【００２３】
【実施例】［本発明例−１]母材５はＪＩＳ Ｇ ４３
０３に規定されるオーステナイト系鋼ＳＵＳ３０４の厚
さ６ｍｍのステンレス鋼板、合せ材６はＪＩＳ Ｈ ４
６００に規定される工業用純チタン２種の厚さ１．２ｍ
ｍの板とし、中間材７として表１中のＮｏ．１〜６に示
すアモルファス合金箔を介在させて、図２のように重
ね、上部に耐火レンガを乗せて所定の圧力で加圧しつ
つ、大気開放型の電気抵抗加熱炉に挿入し、約５℃／秒
の昇温速度で所定の温度まで昇温し、該温度で所定の時
間保持した後、大気中で放冷した。
０３に規定されるオーステナイト系鋼ＳＵＳ３０４の厚
さ６ｍｍのステンレス鋼板、合せ材６はＪＩＳ Ｈ ４
６００に規定される工業用純チタン２種の厚さ１．２ｍ
ｍの板とし、中間材７として表１中のＮｏ．１〜６に示
すアモルファス合金箔を介在させて、図２のように重
ね、上部に耐火レンガを乗せて所定の圧力で加圧しつ
つ、大気開放型の電気抵抗加熱炉に挿入し、約５℃／秒
の昇温速度で所定の温度まで昇温し、該温度で所定の時
間保持した後、大気中で放冷した。
【００２４】得られたチタンクラッドステンレス鋼につ
いて、母材５と合せ材６の間の接合強度を求めた結果、
ＪＩＳ Ｇ ０６０１によるせん断強度が表１に示す様
に、すべてのサンプルで３２０ＭＰａ以上であった。な
お、せん断強度は、図３に示す試験片を作製し、矢印の
ように加圧し破断応力を測定して求めた。また接合部を
ＥＰＭＡにより観察し分析した結果、すべてのサンプル
で図１の概路図に示すような４層からなっていた。これ
ら各層の厚さは、例えば表１Ｎｏ．１のサンプルの場
合、主としてステンレス鋼からなる層１がおよそ６ｍ
ｍ、主として介在させたアモルファス合金の構成元素の
うちＣｕ以外の元素とＦｅ，Ｃｒ，Ｎｉのステンレス鋼
構成元素からなる層２がおよそ２０μｍ、主として介在
させたアモルファス合金の構成元素からなる層３がおよ
そ０．２ｍｍ、主としてチタン系金属からなる層がおよ
そ０．８ｍｍで、その他のサンプルでもほぼ同程度の厚
さであった。
いて、母材５と合せ材６の間の接合強度を求めた結果、
ＪＩＳ Ｇ ０６０１によるせん断強度が表１に示す様
に、すべてのサンプルで３２０ＭＰａ以上であった。な
お、せん断強度は、図３に示す試験片を作製し、矢印の
ように加圧し破断応力を測定して求めた。また接合部を
ＥＰＭＡにより観察し分析した結果、すべてのサンプル
で図１の概路図に示すような４層からなっていた。これ
ら各層の厚さは、例えば表１Ｎｏ．１のサンプルの場
合、主としてステンレス鋼からなる層１がおよそ６ｍ
ｍ、主として介在させたアモルファス合金の構成元素の
うちＣｕ以外の元素とＦｅ，Ｃｒ，Ｎｉのステンレス鋼
構成元素からなる層２がおよそ２０μｍ、主として介在
させたアモルファス合金の構成元素からなる層３がおよ
そ０．２ｍｍ、主としてチタン系金属からなる層がおよ
そ０．８ｍｍで、その他のサンプルでもほぼ同程度の厚
さであった。
【００２５】
【表１】
【００２６】［本発明例−２]母材５はＪＩＳ Ｇ ４
３０３に規定されるフェライト系ステンレス鋼ＳＵＳ４
３０の厚さ６ｍｍのステンレス鋼板、合せ材６は６Ａｌ
−４Ｖ−Ｔｉの厚さ１．２ｍｍのチタン合金板とし、中
間材７として表１中のＮｏ．７〜１２のアモルファス合
金箔を介在させて、拡散接合した。なお、その他の接合
条件は、本発明例−１のＮｏ．１〜６と同様の条件とし
た、得られたクラッド鋼について実施例−１と同様の試
験および観察を行った結果、せん断強度はすべてのサン
プルとも３３０ＭＰａ以上であった。また、接合部はす
べてのサンプルで同様の４層からなり、各層の厚さもす
べてのサンプルとも、主としてステンレス鋼からなる層
１がおよそ６ｍｍ、主として介在させたアモルファス合
金の構成元素のうちＣｕ以外の元素とＦｅ，Ｃｒのステ
ンレス鋼構成元素からなる層２がおよそ２５μｍ、主と
して介在させたアモルファス合金の構成元素からなる層
３がおよそ０．３ｍｍ、主としてチタン系金属からなる
層がおよそ０．８ｍｍで、その他のサンプルでもほぼ同
程度の厚さであった。
３０３に規定されるフェライト系ステンレス鋼ＳＵＳ４
３０の厚さ６ｍｍのステンレス鋼板、合せ材６は６Ａｌ
−４Ｖ−Ｔｉの厚さ１．２ｍｍのチタン合金板とし、中
間材７として表１中のＮｏ．７〜１２のアモルファス合
金箔を介在させて、拡散接合した。なお、その他の接合
条件は、本発明例−１のＮｏ．１〜６と同様の条件とし
た、得られたクラッド鋼について実施例−１と同様の試
験および観察を行った結果、せん断強度はすべてのサン
プルとも３３０ＭＰａ以上であった。また、接合部はす
べてのサンプルで同様の４層からなり、各層の厚さもす
べてのサンプルとも、主としてステンレス鋼からなる層
１がおよそ６ｍｍ、主として介在させたアモルファス合
金の構成元素のうちＣｕ以外の元素とＦｅ，Ｃｒのステ
ンレス鋼構成元素からなる層２がおよそ２５μｍ、主と
して介在させたアモルファス合金の構成元素からなる層
３がおよそ０．３ｍｍ、主としてチタン系金属からなる
層がおよそ０．８ｍｍで、その他のサンプルでもほぼ同
程度の厚さであった。
【００２７】得られたクラッド鋼について実施例−１と
同様の試験および観察を行った結果、せん断強度はすべ
てのサンプルとも３２０ＭＰａ以上であった。また、接
合部はすべてのサンプルで同様の４層からなり、各層の
厚さもすべてのサンプルとも層１がおよそ５ｍｍ、層２
がおよそ３０μｍ、層３がおよそ０．３ｍｍ、層４がお
よそ０．９ｍｍであった。そして、層３は本発明例−１
とほぼ同様の組成を呈していた。
同様の試験および観察を行った結果、せん断強度はすべ
てのサンプルとも３２０ＭＰａ以上であった。また、接
合部はすべてのサンプルで同様の４層からなり、各層の
厚さもすべてのサンプルとも層１がおよそ５ｍｍ、層２
がおよそ３０μｍ、層３がおよそ０．３ｍｍ、層４がお
よそ０．９ｍｍであった。そして、層３は本発明例−１
とほぼ同様の組成を呈していた。
【００２８】［比較例−２]母材５および合せ材６は本
発明例−１と同様とし、中間材７として厚さ１００μｍ
のＣｕ箔を介在させて、本発明例と同様の条件で加圧し
加熱した。得られたクラッド鋼について、本発明例−１
と同様にして測定したせん断強度は、１８０ＭＰａと低
い値を示した。
発明例−１と同様とし、中間材７として厚さ１００μｍ
のＣｕ箔を介在させて、本発明例と同様の条件で加圧し
加熱した。得られたクラッド鋼について、本発明例−１
と同様にして測定したせん断強度は、１８０ＭＰａと低
い値を示した。
【００２９】
【発明の効果】本発明のチタン系金属クラッドステンレ
ス鋼は安定した十分な接合強度を有し、その製造に際し
ては、従来のような爆着設備、鋼板被覆設備、真空排気
設備など特有の設備を必要とせず、汎用設備により製造
可能で、労力、時間、製造コストが軽減される。
ス鋼は安定した十分な接合強度を有し、その製造に際し
ては、従来のような爆着設備、鋼板被覆設備、真空排気
設備など特有の設備を必要とせず、汎用設備により製造
可能で、労力、時間、製造コストが軽減される。
【図１】本発明例の接合部断面を示す概略図である。
【図２】本発明法の例を示す斜視団である。
【図３】チタン系金属クラッドステンレス鋼のせん断強
度を測定する方法の説明図である、
度を測定する方法の説明図である、
１…主としてスレンレス鋼からなる層 ２…主としてＴｉとＦｅなどのステンレス構成元素から
なる層 ３…主としてＴｉとＣｕからなる層 ４…主としてチタン系金属からなる層 ５…母材 ６…合せ材 ７…中間材
なる層 ３…主としてＴｉとＣｕからなる層 ４…主としてチタン系金属からなる層 ５…母材 ６…合せ材 ７…中間材
Claims (5)
- 【請求項１】 ステンレス鋼とチタン系金属との間に、
Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆのうち少なくとも１種を１０〜５０原
子％含有し残部がＣｕおよび不可避的不純物からなるア
モルファス合金を介在させて拡散接合され、主としてス
テンレス鋼からなる層、主として介在させたアモルファ
ス合金の構成元素のうちＣｕ以外の元素とＦｅなどのス
テンレス鋼の構成元素とからなる層、主として介在させ
たアモルファス合金の構成元素からなる層、主としてチ
タン系金属からなる層の４層が順に形成されていること
を特徴とするチタン系金属クラッドステンレス鋼。 - 【請求項２】 ステンレス鋼とチタン系金属との間に、
Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆのうち少なくとも１種を１０〜５０原
子％含有し、かつＶ，Ｎｂ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｍｎ，Ｎｉの
うち少なくとも１種を０．１〜１０原子％含有し残部が
Ｃｕおよび不可避的不純物からなるアモルファス合金を
介在させて拡散接合され、主としてステンレス鋼からな
る層、主として介在させたアモルファス合金の構成元素
のうちＣｕ以外の元素とＦｅなどのステンレス鋼の構成
元素とからなる層、主として介在させたアモルファス合
金の構成元素からなる層、主としてチタン系金属からな
る層の４層が順に形成されていることを特徴とするチタ
ン系金属クラッドステンレス鋼。 - 【請求項３】 ステンレス鋼とチタン系金属との間に、
Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆのうち少なくとも１種を１０〜５０原
子％含有し残部がＣｕおよび不可避的不純物からなるア
モルファス合金を介在させ、加圧しつつ加熱して拡散接
合することを特徴とするチタン系金属クラッドステンレ
ス鋼の製造法。 - 【請求項４】 ステンレス鋼とチタン系金属との間に、
Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆのうち少なくとも１種を１０〜５０原
子％含有し、かつＶ，Ｎｂ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｍｎ，Ｎｉの
うち少なくとも１種を０．１〜１０原子％含有し残部が
Ｃｕおよび不可避的不純物からなるアモルファス合金を
介在させ、加圧しつつ加熱して拡散接合することを特徴
とするチタン系金属クラッドステンレス鋼の製造法。 - 【請求項５】 大気中にて、１０ｋＰａ以上の圧力で加
圧しつつ、８００℃以上の温度に３０秒以上保持する条
件で加熱することを特徴とする請求項３又は４記載のチ
タン系金属クラッドステンレス鋼の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9127598A JPH11286069A (ja) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | チタン系金属クラッドステンレス鋼およびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9127598A JPH11286069A (ja) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | チタン系金属クラッドステンレス鋼およびその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11286069A true JPH11286069A (ja) | 1999-10-19 |
Family
ID=14021915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9127598A Withdrawn JPH11286069A (ja) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | チタン系金属クラッドステンレス鋼およびその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11286069A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002053791A1 (en) | 2000-12-27 | 2002-07-11 | Japan Science And Technology Corporation | Cu-base amorphous alloy |
| JP2010120081A (ja) * | 2008-11-20 | 2010-06-03 | Korea Atomic Energy Research Inst | 母材の強度を超過する接合強度を有する、中間層を使用した鋼系合金とチタンまたはチタン系合金との高強度異種金属接合方法及び該方法で接合された鋼系合金及びチタンまたはチタン系合金を含む高強度接合合金 |
-
1998
- 1998-04-03 JP JP9127598A patent/JPH11286069A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002053791A1 (en) | 2000-12-27 | 2002-07-11 | Japan Science And Technology Corporation | Cu-base amorphous alloy |
| EP1354976A4 (en) * | 2000-12-27 | 2009-04-29 | Japan Science & Tech Agency | AMORPHIC ALLOY ON CU BASE |
| US8470103B2 (en) | 2000-12-27 | 2013-06-25 | Japan Science And Technology Agency | Method of making a Cu-base bulk amorphous alloy |
| JP2010120081A (ja) * | 2008-11-20 | 2010-06-03 | Korea Atomic Energy Research Inst | 母材の強度を超過する接合強度を有する、中間層を使用した鋼系合金とチタンまたはチタン系合金との高強度異種金属接合方法及び該方法で接合された鋼系合金及びチタンまたはチタン系合金を含む高強度接合合金 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050607 |