JPS596338A - 複合合金およびその製造方法 - Google Patents
複合合金およびその製造方法Info
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- JPS596338A JPS596338A JP57111622A JP11162282A JPS596338A JP S596338 A JPS596338 A JP S596338A JP 57111622 A JP57111622 A JP 57111622A JP 11162282 A JP11162282 A JP 11162282A JP S596338 A JPS596338 A JP S596338A
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- molten metal
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は複合合金およびその製造方法に係シ、特に延性
および強度に優れた複合合金を簡単な工程で得るのに好
適な複合合金およびその製造方法に関する。
および強度に優れた複合合金を簡単な工程で得るのに好
適な複合合金およびその製造方法に関する。
一般に複合合金の一つとして析出分散型の複合合金が知
られている。この種の合金は固相からの析出を利用する
ため、一定の熱処理が必要である。
られている。この種の合金は固相からの析出を利用する
ため、一定の熱処理が必要である。
さらに熱処理温度が高い場合母相の再結晶による結晶粒
の粗大化が起こるので、結晶粒を調整するため新たな加
工熱処理が必要となるために煩雑な工程となる。さらに
一部の合金では析出物が粒界に偏析することから、延性
が劣化するという問題がある。
の粗大化が起こるので、結晶粒を調整するため新たな加
工熱処理が必要となるために煩雑な工程となる。さらに
一部の合金では析出物が粒界に偏析することから、延性
が劣化するという問題がある。
一方、従来溶融状態から超急冷すること（溶湯急冷法）
Ｋ、よシ作製した非晶質相や結晶相は、通常の加工熱処
理した合金に比べ多量のＢ、Ｃ。
Ｋ、よシ作製した非晶質相や結晶相は、通常の加工熱処
理した合金に比べ多量のＢ、Ｃ。
Ｓｉ、Ｐのような半金属を固溶できる。この多量の半金
属は超急冷合金の硬さや強度を高くする利点がある。し
かし、この半金属元素も限度以上に添加した場合従来の
溶湯急冷法では化合物が生成し非常に脆い合金となって
しまうという欠点がある。例えばＢの場合、従来の溶湯
急冷法では添加量の限界は約ａｏａｔ％である。しかし
使用済核燃料貯蔵ラックの高密度イヒとして中性子吸収
能を高めるためには多量のＢ添加量が望まれている。
属は超急冷合金の硬さや強度を高くする利点がある。し
かし、この半金属元素も限度以上に添加した場合従来の
溶湯急冷法では化合物が生成し非常に脆い合金となって
しまうという欠点がある。例えばＢの場合、従来の溶湯
急冷法では添加量の限界は約ａｏａｔ％である。しかし
使用済核燃料貯蔵ラックの高密度イヒとして中性子吸収
能を高めるためには多量のＢ添加量が望まれている。
本発明の目的は、煩雑な工程を要することなく、従来機
械的に脆い合金組成の範囲を延性のある組織となること
ができる複合合金およびその製造方法を提供することに
ある。
械的に脆い合金組成の範囲を延性のある組織となること
ができる複合合金およびその製造方法を提供することに
ある。
本発明は、従来機械的に脆い合金組成の範囲であっても
、非晶質相、微細結晶相および過飽和固溶体のいずれか
とし念母相によシ延性を付与し、第二相を分散析出する
ことによって硬さ、引張強さを母相組成の合金よセも大
きくしたものであシ、このような複合合金の製造するに
際し、合金の溶湯を一部結晶相が析出する液相線よ〃も
低い温度下での半溶融状態から急冷凝固するものである
。
、非晶質相、微細結晶相および過飽和固溶体のいずれか
とし念母相によシ延性を付与し、第二相を分散析出する
ことによって硬さ、引張強さを母相組成の合金よセも大
きくしたものであシ、このような複合合金の製造するに
際し、合金の溶湯を一部結晶相が析出する液相線よ〃も
低い温度下での半溶融状態から急冷凝固するものである
。
以下、図面に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。
第１図は、本発明の原理を模式的に示すＡ−Ｂ二元系平
衡状態図である。この二元系合金ではＡＢという化合物
が形成する。さらにＡ−ＡＢ間には共晶点ｅがある。こ
の共晶点組成付近の領域■は溶湯急冷法によって延性の
ある非晶質相あるいは微細結晶相や過飽和固溶体が形成
する。このような二元系合金において組成Ｍの合金につ
いて・みると、Ｍは領域■よシもＢ量が多〈従来の溶湯
急冷法すなわちｄ点（融点Ｔ、）以上の温度の溶融状態
から急冷凝固しても脆い材料となる。
衡状態図である。この二元系合金ではＡＢという化合物
が形成する。さらにＡ−ＡＢ間には共晶点ｅがある。こ
の共晶点組成付近の領域■は溶湯急冷法によって延性の
ある非晶質相あるいは微細結晶相や過飽和固溶体が形成
する。このような二元系合金において組成Ｍの合金につ
いて・みると、Ｍは領域■よシもＢ量が多〈従来の溶湯
急冷法すなわちｄ点（融点Ｔ、）以上の温度の溶融状態
から急冷凝固しても脆い材料となる。
本発明の特徴は、Ｍ合金をｄ点（液相線）のＴ、よシも
低く共晶点ｅの温度Ｔ、よυも高い温度範囲における半
溶融状態から急冷凝固するものである。Ｍ合金の半溶融
状態として、例えば第１図中、Ｃ点から急冷凝固した場
合、次のようになる。すなわち、Ｃ点ではＭ合金組成は
ａ点すなゎ ′ちＭ′組成の液相にｂ点すなわちＡＢ化
合物（固相）が晶出分散した状態となる。この状態から
急冷凝固すると液相Ｍ′は領域■の範囲であるので非晶
質相、微細結晶相、過飽和固溶体の少なくともいずれか
となる。このようＫして得られた合金は延性のある非晶
質相、微細結晶相、過飽和固溶体の少なくともいずれか
を母相としてＡＢ化合物が分散した複合合金となる。こ
の複合合金は析出物分散強化によって硬さ、引張強さが
母相組成の合金よシも大きい。従って従来の溶湯急冷法
による延性合金を製造できる領域外、すなわち脆い合金
となる組成の範囲においても延性のある複合合金を製造
できる。
低く共晶点ｅの温度Ｔ、よυも高い温度範囲における半
溶融状態から急冷凝固するものである。Ｍ合金の半溶融
状態として、例えば第１図中、Ｃ点から急冷凝固した場
合、次のようになる。すなわち、Ｃ点ではＭ合金組成は
ａ点すなゎ ′ちＭ′組成の液相にｂ点すなわちＡＢ化
合物（固相）が晶出分散した状態となる。この状態から
急冷凝固すると液相Ｍ′は領域■の範囲であるので非晶
質相、微細結晶相、過飽和固溶体の少なくともいずれか
となる。このようＫして得られた合金は延性のある非晶
質相、微細結晶相、過飽和固溶体の少なくともいずれか
を母相としてＡＢ化合物が分散した複合合金となる。こ
の複合合金は析出物分散強化によって硬さ、引張強さが
母相組成の合金よシも大きい。従って従来の溶湯急冷法
による延性合金を製造できる領域外、すなわち脆い合金
となる組成の範囲においても延性のある複合合金を製造
できる。
本発明において、半溶融状態の溶湯を急冷凝固させる手
段は、一般に単ロール急冷法、双ロール急冷法、ペンダ
ントドロップ法、メルトイクストラクション法などの公
知の方法を適用することができる。これらの方法では、
半溶融状態の溶湯を直接回転または移動する冷却基体上
に急冷凝固するものであって、冷却速度は通常約１０’
Ｃ／秒以上と極めて速い。
段は、一般に単ロール急冷法、双ロール急冷法、ペンダ
ントドロップ法、メルトイクストラクション法などの公
知の方法を適用することができる。これらの方法では、
半溶融状態の溶湯を直接回転または移動する冷却基体上
に急冷凝固するものであって、冷却速度は通常約１０’
Ｃ／秒以上と極めて速い。
本発明において、上記のような方法で冷却基体面に接触
するときに、合金溶湯が半溶融状態にあることが必要で
あシ、このために合金溶解槽内で合金組成を完全に溶融
した状態とし、ノズルと冷却基体面、例えばロール面と
の距離を変え、ロール面に接触する直前の溶湯の温度を
赤外線温度計で測定する方法がある。ただし、この方法
では、ノズルとロール面との距離が変動する結果、均一
な厚みの均質リボンが得にくい。そこで合金溶解槽に取
シ付けられたノズル内に熱電対などの温度計を取り付け
、ノズル内の溶湯を半溶融状態に維持し、かつ不活性ガ
スを圧入してノズルよυ半溶融状態の溶湯を噴出するの
がよい。この場合、半溶融状態であっても合金溶湯の温
度が低過ぎると、溶湯の粘性が高くなり、溶湯の噴出が
困難となるので溶湯の噴出が可能な半溶融状態に維持す
ることが必要である。
するときに、合金溶湯が半溶融状態にあることが必要で
あシ、このために合金溶解槽内で合金組成を完全に溶融
した状態とし、ノズルと冷却基体面、例えばロール面と
の距離を変え、ロール面に接触する直前の溶湯の温度を
赤外線温度計で測定する方法がある。ただし、この方法
では、ノズルとロール面との距離が変動する結果、均一
な厚みの均質リボンが得にくい。そこで合金溶解槽に取
シ付けられたノズル内に熱電対などの温度計を取り付け
、ノズル内の溶湯を半溶融状態に維持し、かつ不活性ガ
スを圧入してノズルよυ半溶融状態の溶湯を噴出するの
がよい。この場合、半溶融状態であっても合金溶湯の温
度が低過ぎると、溶湯の粘性が高くなり、溶湯の噴出が
困難となるので溶湯の噴出が可能な半溶融状態に維持す
ることが必要である。
以下、本発明の詳細な説明する。
第２図は本実施例で用いた単ロール急冷法の概略図であ
る。透明石英管製ノズル１に予め溶融した合金を挿入し
高周波誘導炉２で再溶解後高圧Ａｒガスによりロール３
上に噴出してリボン状急冷試料４を得た、噴出時の溶湯
温度はノズル上部からさし込んだ熱電対５によって測定
した。
る。透明石英管製ノズル１に予め溶融した合金を挿入し
高周波誘導炉２で再溶解後高圧Ａｒガスによりロール３
上に噴出してリボン状急冷試料４を得た、噴出時の溶湯
温度はノズル上部からさし込んだ熱電対５によって測定
した。
本実施例では、Ｃｒメッキを施した銅ロール（直径２０
０１＋１１１１）を用い、その回転数を３００Ｏｒｐｍ
、ノズル先端のスリットを０．５Ｘ５ｍｍ。
０１＋１１１１）を用い、その回転数を３００Ｏｒｐｍ
、ノズル先端のスリットを０．５Ｘ５ｍｍ。
Ａｒガス圧を０．４〜２ Ｋｇ／ ｃｍ”まで調整し、
幅約５ｍｍ、厚さ約３０μｍのリボンになるようにした
。
幅約５ｍｍ、厚さ約３０μｍのリボンになるようにした
。
第３図はこのよう忙して作製したＦｅ、３−ｘ Ｃｒｌ
？ Ｂ ｚ急冷合金の非晶質形成範囲（矢印で示す範
囲）および非晶質相中に析出物が分散した範囲ではその
析出物（ＣｒＢ化合物）の体積割合（％）を示した。完
全溶融状態（１３００ｔ：’）から急冷する方法（従来
方法）では、その非晶質形成範囲は約２２ａｔ％が限度
であり、それ以上のＢ量では非晶質相にならず脆くなる
。
？ Ｂ ｚ急冷合金の非晶質形成範囲（矢印で示す範
囲）および非晶質相中に析出物が分散した範囲ではその
析出物（ＣｒＢ化合物）の体積割合（％）を示した。完
全溶融状態（１３００ｔ：’）から急冷する方法（従来
方法）では、その非晶質形成範囲は約２２ａｔ％が限度
であり、それ以上のＢ量では非晶質相にならず脆くなる
。
一方、本発明方法では熱電対５によって噴出時の溶湯温
度を１１５ｏＣ（半溶融状態）とし、急冷凝固したとこ
ろ、約２０〜３０ａ ｔ％の組成範囲で一部に結晶相を
析出分散し九延性のある複合合金となる。この結晶相は
Ｘ線回析によυＣｒＢＣｒ中であった。この析出物は、
数μｍから２０μｍ程度と非常に微細であった。
度を１１５ｏＣ（半溶融状態）とし、急冷凝固したとこ
ろ、約２０〜３０ａ ｔ％の組成範囲で一部に結晶相を
析出分散し九延性のある複合合金となる。この結晶相は
Ｘ線回析によυＣｒＢＣｒ中であった。この析出物は、
数μｍから２０μｍ程度と非常に微細であった。
第４図はＦ’４＆ Ｃｒ１７ ＆ｓ金合金溶湯噴出温度
によるＣｒＢ化合物の析出量の変化を示す。第４図はＣ
ｒＢ化合物の析出量は溶湯温度によって制御可能であり
、温度の降下と共に増大することを示している。しかし
、溶湯温度があまり低いと溶湯の粘性が高く、噴出が不
可能となる。第４図中、Ａは噴出不可能温度域である。
によるＣｒＢ化合物の析出量の変化を示す。第４図はＣ
ｒＢ化合物の析出量は溶湯温度によって制御可能であり
、温度の降下と共に増大することを示している。しかし
、溶湯温度があまり低いと溶湯の粘性が高く、噴出が不
可能となる。第４図中、Ａは噴出不可能温度域である。
第５図１ｄＮｉ、、、、−ＩＣｒ、。Ｐｔ、、Ｂ、合金
の非晶質相形成範囲と析出物の析出割合（％）を示す。
の非晶質相形成範囲と析出物の析出割合（％）を示す。
本合金の場合、従来方法による非晶質形成限界Ｂ量は約
３０８ ｔ％である。一方、本発明方法によればそのＢ
量は約３６ａｔ％まで増大が可能であり、このとき析出
物は約５％まで析出する。析出物はＸ線回析、ＸＭＡな
どの結果からＣｒＢ化合物である。このような析出が生
じても非晶質相となっているので靭性を有し、延性に優
れている。またこれらの高Ｂ含有Ｎｌ基合金は耐食性が
よく、中性子吸収能が高いので中性子吸収材として核燃
料貯蔵ラック材の放射能遮蔽材として好適である。
３０８ ｔ％である。一方、本発明方法によればそのＢ
量は約３６ａｔ％まで増大が可能であり、このとき析出
物は約５％まで析出する。析出物はＸ線回析、ＸＭＡな
どの結果からＣｒＢ化合物である。このような析出が生
じても非晶質相となっているので靭性を有し、延性に優
れている。またこれらの高Ｂ含有Ｎｌ基合金は耐食性が
よく、中性子吸収能が高いので中性子吸収材として核燃
料貯蔵ラック材の放射能遮蔽材として好適である。
以上のように本発明によれば、母相によシ延性を付与す
ると共に第２相の分散析出によって強さ、引張強さを高
くすることができ、また従来機械的物性の低下から添加
量が制限されていた元素の添加量を増大することによっ
て得られる合金の特性を高めることができ、さらに煩雑
な熱処理を要しない。
ると共に第２相の分散析出によって強さ、引張強さを高
くすることができ、また従来機械的物性の低下から添加
量が制限されていた元素の添加量を増大することによっ
て得られる合金の特性を高めることができ、さらに煩雑
な熱処理を要しない。
第１図は本発明の詳細な説明するための模式的Ａ−Ｂ二
元系状態図、第２図は本発明に適用される単ロール急冷
装置の概略図、第３図はＦｅ８１１−エＣｒ１Ｊｘ合金
の本発明による方法と従来方法による非晶質相形成組成
および析出物の析出割合を示す図、第４図はＦ ｅ６６
ｃ ｒｔｔ１３ｔｓ合金の溶湯噴出温度による析出物量
の変化を示す図、第５図はＮ１ｖｙ、５−８Ｃｒ１６Ｐ
１．ｓＢｘ合金の非晶質形成組成および析出物の割合を
示す図である。 １・・・ノズル、２・・・高周波誘導炉、３・・・ロー
ル、４＄ １ 目 、Ｑ ／’ｌ’ ／
’７ Ａ１３ ＢＢｙｃ＄量 第２目 ５ ＄３ 目 永口／１ （ｄ”／、） 第４ 回 路焉Ｐｔ、を温度（゛り 千５目
元系状態図、第２図は本発明に適用される単ロール急冷
装置の概略図、第３図はＦｅ８１１−エＣｒ１Ｊｘ合金
の本発明による方法と従来方法による非晶質相形成組成
および析出物の析出割合を示す図、第４図はＦ ｅ６６
ｃ ｒｔｔ１３ｔｓ合金の溶湯噴出温度による析出物量
の変化を示す図、第５図はＮ１ｖｙ、５−８Ｃｒ１６Ｐ
１．ｓＢｘ合金の非晶質形成組成および析出物の割合を
示す図である。 １・・・ノズル、２・・・高周波誘導炉、３・・・ロー
ル、４＄ １ 目 、Ｑ ／’ｌ’ ／
’７ Ａ１３ ＢＢｙｃ＄量 第２目 ５ ＄３ 目 永口／１ （ｄ”／、） 第４ 回 路焉Ｐｔ、を温度（゛り 千５目
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、非晶質相、微細結晶相および過飽和固溶体の少なく
と本ひとつからなる母相に第二相が分散析出したことを
特徴とする複合合金。 ２ 第二相が、ボロン化合物であることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の複合合金。 ３、合金の溶湯を一部結晶相が析出する液相線よシも低
い温度下での半溶融状態から急冷凝固することを特徴と
する複合合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57111622A JPS596338A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 複合合金およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57111622A JPS596338A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 複合合金およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS596338A true JPS596338A (ja) | 1984-01-13 |
Family
ID=14565981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57111622A Pending JPS596338A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 複合合金およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS596338A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03166335A (ja) * | 1988-08-30 | 1991-07-18 | Sutek Corp | 分散強化材料 |
| JP2010189667A (ja) * | 2009-02-13 | 2010-09-02 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | 延性を有する球状初晶が均一に分散した金属ガラス体、及びその製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5489906A (en) * | 1977-12-22 | 1979-07-17 | Allied Chem | Strip of nonncrystalline metal containing embeded particles |
-
1982
- 1982-06-30 JP JP57111622A patent/JPS596338A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5489906A (en) * | 1977-12-22 | 1979-07-17 | Allied Chem | Strip of nonncrystalline metal containing embeded particles |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03166335A (ja) * | 1988-08-30 | 1991-07-18 | Sutek Corp | 分散強化材料 |
| JP2010189667A (ja) * | 2009-02-13 | 2010-09-02 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | 延性を有する球状初晶が均一に分散した金属ガラス体、及びその製造方法 |
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