JPS60257942A - 高強度・難加工材の成形法 - Google Patents
高強度・難加工材の成形法Info
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- JPS60257942A JPS60257942A JP11415884A JP11415884A JPS60257942A JP S60257942 A JPS60257942 A JP S60257942A JP 11415884 A JP11415884 A JP 11415884A JP 11415884 A JP11415884 A JP 11415884A JP S60257942 A JPS60257942 A JP S60257942A
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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】
産業上の利用分野
本発明は、高強度・難加工材、さらに詳しくは金属間化
合物を多量に含有する高強度・難加工材の成形法に関す
る。
合物を多量に含有する高強度・難加工材の成形法に関す
る。
従来の技術
例えば、ガスタービン発動機工業では、発動機の設計基
準から良好な高温強度及び酸化−腐食抵抗性をもつ合金
の使用が要求される。この要求に応えて多数の合金が開
発、応用され、それによって高温強度への要求は満足さ
れたが、それは一般に合金の成形性能を犠牲にした一Ｌ
で達成されたものであった。しかしながら、厳密な公差
に応じて成形された複雑な形状の何千個もの部品からな
るジェット発動機の製作では、合金の成形性能が、その
有用性の度合を決定する上での主要なファクターとなる
。多くの工業では、この成形性能の問題の解決を、便宜
的に合金成分の変更によって計ることが可能であるが、
ガスタービン発動機用合金に賦課される関連基準は非常
に多数存在するので、合金成分を変更するか否かにかか
わらず、成形法自体の改良は必至である。
準から良好な高温強度及び酸化−腐食抵抗性をもつ合金
の使用が要求される。この要求に応えて多数の合金が開
発、応用され、それによって高温強度への要求は満足さ
れたが、それは一般に合金の成形性能を犠牲にした一Ｌ
で達成されたものであった。しかしながら、厳密な公差
に応じて成形された複雑な形状の何千個もの部品からな
るジェット発動機の製作では、合金の成形性能が、その
有用性の度合を決定する上での主要なファクターとなる
。多くの工業では、この成形性能の問題の解決を、便宜
的に合金成分の変更によって計ることが可能であるが、
ガスタービン発動機用合金に賦課される関連基準は非常
に多数存在するので、合金成分を変更するか否かにかか
わらず、成形法自体の改良は必至である。
一般に、高強度・難加工材の成形法としては、結晶粒を
数ＩＬｍ以下に微細化した後、必然的に生ずる熱可塑性
を利用することが多いが、この場合、成形温度は１００
０℃を越えるのが一般的である。しかも、焼結した高強
度・難加工材である被成形材をこの成形温度に加熱した
後に通常の成形を行っても、例えば４００°Ｃとか６０
０℃前後の加熱の場合には、成形後の被成形材の周縁に
多数のひび割れを生じ、１０００°０前後以−Ｌに加熱
した場合には、２枚割れが発生する。
数ＩＬｍ以下に微細化した後、必然的に生ずる熱可塑性
を利用することが多いが、この場合、成形温度は１００
０℃を越えるのが一般的である。しかも、焼結した高強
度・難加工材である被成形材をこの成形温度に加熱した
後に通常の成形を行っても、例えば４００°Ｃとか６０
０℃前後の加熱の場合には、成形後の被成形材の周縁に
多数のひび割れを生じ、１０００°０前後以−Ｌに加熱
した場合には、２枚割れが発生する。
この２枚割れの発生は、被成形材の表面温度が成形雰囲
気や成形二「具との接触によって低下するにも拘らず、
その中心付近の温度が低下し難いために、この両者の温
度差によって相違する被加工材の硬さの差に起因するも
のである。
気や成形二「具との接触によって低下するにも拘らず、
その中心付近の温度が低下し難いために、この両者の温
度差によって相違する被加工材の硬さの差に起因するも
のである。
この２枚割れを防止するためには、被成形材を１０００
°Ｃを越える高温に加熱して等温鍛造することが必要で
あるが、この高温に耐えるためには、金型としてＴＺＭ
（ＴｉとＺｒを含むＮｏ合金）を使用しなければならな
い。しかしながら、ＴＺＭは高温で酸化され易いので、
真空或いは不活性ガス中で成形を行う必要があり、この
ために高強度・難加工材の成形には、高価な材料と大が
かりなシステムとを必要としていた。
°Ｃを越える高温に加熱して等温鍛造することが必要で
あるが、この高温に耐えるためには、金型としてＴＺＭ
（ＴｉとＺｒを含むＮｏ合金）を使用しなければならな
い。しかしながら、ＴＺＭは高温で酸化され易いので、
真空或いは不活性ガス中で成形を行う必要があり、この
ために高強度・難加工材の成形には、高価な材料と大が
かりなシステムとを必要としていた。
発明が解決しようとする問題点
本発明は、高強度・難加工材の成形にあたって、前処理
としての結晶粒の微細化を必要とせず、かつ従来の成形
温度よりも低い温度で成形することを可能とし、−上述
のように金型に高価な材料を使用することなく、さらに
真空中或いは不活性ガス中での成形に伴う大型の成形装
置を使用することなくして成形可能にするものである。
としての結晶粒の微細化を必要とせず、かつ従来の成形
温度よりも低い温度で成形することを可能とし、−上述
のように金型に高価な材料を使用することなく、さらに
真空中或いは不活性ガス中での成形に伴う大型の成形装
置を使用することなくして成形可能にするものである。
問題点を解決するための手段
本発明は、金属間化合物を多酸に含有する高強度・難加
工材の強さが、特定の温度範囲において温度の上昇に伴
って増加し、その後再び低下してもとの強さに戻るとい
う異常硬化現象を有することを利用したもので、この異
常硬化現象を生ずる範囲程度の温度で所望の成形を行う
ことによって、上記の問題点を解決したものである。
工材の強さが、特定の温度範囲において温度の上昇に伴
って増加し、その後再び低下してもとの強さに戻るとい
う異常硬化現象を有することを利用したもので、この異
常硬化現象を生ずる範囲程度の温度で所望の成形を行う
ことによって、上記の問題点を解決したものである。
作 用
金属間化合物を多量に含有する高強度・難加工材である
被成形材を、異常硬化現象を生ずる範囲程度の温度に加
熱し、この温度においてそれに圧延、押出し等の所望の
成形をすると、成形に伴って被成形材の表面温度が低下
しても、その表面温度の低下に伴って表面部分の強さが
増加するようなことがなく、中心部分の強さとの差が少
ないので、上述の２枚割れを生じることがない。
被成形材を、異常硬化現象を生ずる範囲程度の温度に加
熱し、この温度においてそれに圧延、押出し等の所望の
成形をすると、成形に伴って被成形材の表面温度が低下
しても、その表面温度の低下に伴って表面部分の強さが
増加するようなことがなく、中心部分の強さとの差が少
ないので、上述の２枚割れを生じることがない。
実施例
まず、金属間化合物（第２相或いはガンマプライム）を
多量に含有する高強度・難加工材の温度と硬さとの関係
について説明する。
多量に含有する高強度・難加工材の温度と硬さとの関係
について説明する。
第１図は、ニッケル基スーパーアロイの一例であるＩ
Ｎ −１００（米国ザ・インタナショナル・ニッケル・
カンパニの商品名）の粉末焼結体（高温静水圧プレス条
件： １１００℃、８００気圧、１ｈｒ）の温度に対す
るビッカース硬さの変化を示す図である。なお、上述の
Ｉ Ｎ −１００は、金属間化合物を約６０％以上含有
している。
Ｎ −１００（米国ザ・インタナショナル・ニッケル・
カンパニの商品名）の粉末焼結体（高温静水圧プレス条
件： １１００℃、８００気圧、１ｈｒ）の温度に対す
るビッカース硬さの変化を示す図である。なお、上述の
Ｉ Ｎ −１００は、金属間化合物を約６０％以上含有
している。
第１図から明らかなように、Ｉ Ｎ −１００は温度が
約６００°Ｃ（８７３Ｋ）を越えると通常の金属と異な
ってその硬さが増加し、約７５０°Ｃ付近において硬さ
の増加がピークに達し、以後は温度が」−昇するととも
に通常の金属と同様にその硬さが低下してゆくという性
質を有する。そして、上述の温度の上昇に伴ってその硬
さが増加し、その後の温度上昇で再び低下することを、
異常硬化現象と呼ぶ。
約６００°Ｃ（８７３Ｋ）を越えると通常の金属と異な
ってその硬さが増加し、約７５０°Ｃ付近において硬さ
の増加がピークに達し、以後は温度が」−昇するととも
に通常の金属と同様にその硬さが低下してゆくという性
質を有する。そして、上述の温度の上昇に伴ってその硬
さが増加し、その後の温度上昇で再び低下することを、
異常硬化現象と呼ぶ。
また、第２図は第１図と同じ材料の温度に対する引張強
さ及び全伸びを示す図であり、図中、実 ｆ線は、引張
強さ、点線は０．２駕耐力を表わす。また、例えば白丸
Ａは８７３にで３０分保持した後に温度を下げた時の変
化を、白丸Ｂは１０２３にで３０分保持後の、白丸Ｃは
１１７３にで３０分保持後の変化を示す。第２図によっ
て明らかなように、材料の加熱時において８７３にの前
後に全伸び引張強さ、及び０．２χ耐力に異常のあるこ
とがわかる。
さ及び全伸びを示す図であり、図中、実 ｆ線は、引張
強さ、点線は０．２駕耐力を表わす。また、例えば白丸
Ａは８７３にで３０分保持した後に温度を下げた時の変
化を、白丸Ｂは１０２３にで３０分保持後の、白丸Ｃは
１１７３にで３０分保持後の変化を示す。第２図によっ
て明らかなように、材料の加熱時において８７３にの前
後に全伸び引張強さ、及び０．２χ耐力に異常のあるこ
とがわかる。
そして、金属間化合物を多量に含有するｌＮ−１００に
おける異常硬化現象は、金属の母相γはその温度上昇と
ともに強さが低下するのに対して、金属間化合物（第２
相或いはプライム）ｙ″は温度上只とともに強さが−に
昇し、所定の温度で最後値に達した後にその強さが低下
する性質があるので、これら両相の相写作用によって生
ずるものである。
おける異常硬化現象は、金属の母相γはその温度上昇と
ともに強さが低下するのに対して、金属間化合物（第２
相或いはプライム）ｙ″は温度上只とともに強さが−に
昇し、所定の温度で最後値に達した後にその強さが低下
する性質があるので、これら両相の相写作用によって生
ずるものである。
第３図は、この母相γと第２相γ′との組織を概略説明
した図である。
した図である。
なお、上述の異常硬化現象は、Ｉ Ｎ −１００に限定
されるものではなく、γ′を多量に含有するニッケル基
合金は、殆どこの現象を有している。
されるものではなく、γ′を多量に含有するニッケル基
合金は、殆どこの現象を有している。
上述したように、本発明による高強度・難加工材の成形
法は、金属間化合物を多量に含有する高強度・難加工材
である被成形材を、異常硬化現象を生ずる範囲程度の温
度に加熱し、次いでこの加熱した被成形材を、上記範囲
程度の温度においてローラで圧延して所望の厚さに成形
し、或いはダイスを利用して押出して、その他適宜の塑
性加工を施すものである。
法は、金属間化合物を多量に含有する高強度・難加工材
である被成形材を、異常硬化現象を生ずる範囲程度の温
度に加熱し、次いでこの加熱した被成形材を、上記範囲
程度の温度においてローラで圧延して所望の厚さに成形
し、或いはダイスを利用して押出して、その他適宜の塑
性加工を施すものである。
発明の効果
本発明によれば、金属間化合物を多量に含有する高強度
・難加工材の成形にあたって、前処理としての結晶粒微
細化処理を必要としないばかりでなく、その成形に必要
な加熱温度を従来の加熱温度よりも低下できるので、加
熱に要する時間を短縮して費用を少なくできる。
・難加工材の成形にあたって、前処理としての結晶粒微
細化処理を必要としないばかりでなく、その成形に必要
な加熱温度を従来の加熱温度よりも低下できるので、加
熱に要する時間を短縮して費用を少なくできる。
また、加熱温度が低下したことにより、金型として高価
な材料を必要とせずに安価な各種材料を使用でき、真空
或いは不活性ガス中で成形する必要がないので大がかり
な設備を必要としないばか １１１′りでなく、その全
伸びが大きい状態で成形できる。
な材料を必要とせずに安価な各種材料を使用でき、真空
或いは不活性ガス中で成形する必要がないので大がかり
な設備を必要としないばか １１１′りでなく、その全
伸びが大きい状態で成形できる。
第１図は、Ｉ Ｎ−１００の温度と硬さとの関係を示す
図、第２図は、同上の温度と引張強さ、０．２％耐力及
び全伸びとの関係を示す図、第３図は金属組織の概略図
である。 γ・・母相、 γ′・・金属間化合物（第２相）。 指定代理人 工業技術院機械技術研究所長 金 井 実 徳 第１ｍ 温 度 ｈ β道 第２１１１ フ７マ Ｉ’７２ １：り２ ０１７Ｍ ｒハクク ｊ
つクラ ＩＩククトｖ弘０１ ｏａｌＯ−＜；’／’
図、第２図は、同上の温度と引張強さ、０．２％耐力及
び全伸びとの関係を示す図、第３図は金属組織の概略図
である。 γ・・母相、 γ′・・金属間化合物（第２相）。 指定代理人 工業技術院機械技術研究所長 金 井 実 徳 第１ｍ 温 度 ｈ β道 第２１１１ フ７マ Ｉ’７２ １：り２ ０１７Ｍ ｒハクク ｊ
つクラ ＩＩククトｖ弘０１ ｏａｌＯ−＜；’／’
Claims (1)
- １、金属間化合物を多量に含有する高強度・難゛加工材
を、その強さが温度の増加に伴って上昇し、その後再び
低下する異常硬化現象を生ずる範囲程度の温度で所望の
成形を行うことを特徴とする高強度・難加工材の成形法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59114158A JPH0616910B2 (ja) | 1984-06-04 | 1984-06-04 | 高強度・難加工材の成形法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59114158A JPH0616910B2 (ja) | 1984-06-04 | 1984-06-04 | 高強度・難加工材の成形法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60257942A true JPS60257942A (ja) | 1985-12-19 |
| JPH0616910B2 JPH0616910B2 (ja) | 1994-03-09 |
Family
ID=14630603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59114158A Expired - Lifetime JPH0616910B2 (ja) | 1984-06-04 | 1984-06-04 | 高強度・難加工材の成形法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0616910B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5250908A (en) * | 1975-10-20 | 1977-04-23 | Bbc Brown Boveri & Cie | Method of producing parts of heattresisting alloy by powder metallurgy |
-
1984
- 1984-06-04 JP JP59114158A patent/JPH0616910B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5250908A (en) * | 1975-10-20 | 1977-04-23 | Bbc Brown Boveri & Cie | Method of producing parts of heattresisting alloy by powder metallurgy |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0616910B2 (ja) | 1994-03-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |