JPS61153251A - 高熱間加工性ニツケル基合金 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は熱間加工性が優れたＮｉ基合金に関し。

更に詳しくは、パルプのベローズ材に用いて有用なＮｉ
基合金に関する。。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

パルプ等の接続部には伸縮自在のベローズが設けられて
いる。このベローズは、薄い金属板材を重ね合せそれぞ
れの端部な交互に溶接して連結し。

全体を蛇腹構造にしたものである。

従来からこのベローズの材料としては５ＵＳ３０４゜５
ＵＳ３１０のようなステンレス鋼が多用されてい友が、
ベローズに要求される特性が厳しくなシ、とくにこれら
は強度的に不充分なため最近では時効硬化型で強度も大
きいインコネル７１８．インコネル６２５などのＮｉ基
合金が注目されている。

しかしながら、インコネル７１８は時効硬化型合金であ
るため所定の時効処理をすることが必要であシ、かつま
た溶接性が悪いという問題を有している。インコネル６
２５はＮｂ　、　Ｍｏ　　を組成として含んでいてその
加工性が悪く、熱間加工時には応々にしてワレを発生し
また冷間加工はできないという問題を有している。

いずれにしても、インコネル７１８．インコネル６２５
のインゴットに熱間加工を施してベローズの素板を製造
しようとする場合、この熱間加工時の温度条件を厳しく
制御してその都度所定の条件で熱間加工することが必要
になる。このことは、材料へのリヒート回数を多くシ、
省エネルギーの点からいってもまた作業能率の点からい
っても工業的には好ましいことではない。しかも、熱間
加工時にはワレなどの発生率が大きいので材料歩留シを
低下させてしまう。

〔発明の目的〕

本発明は、強度等の緒特性は従来のインコネル６２５と
同等であるがしかしその熱間加工性がはるかに優れてい
るので、上記した問題点を解消し得る新規組成のＮｉ基
合金の提供を目的とする。

〔発明の概要〕

本発明者は上記目的を達成すぺ〈インコネル６２５の組
成をベースにして種々の検討を行なったところ、後述す
る元素を所定Ｉ配合した組成の合金は、その強度特性が
大きく変化することなく熱間加工性が優れたものになる
との事実を見出し本発明のＮｉ基合金を開発するに到っ
た。

すなわち、本発明のＮｉ基合金は、２０〜２３重幹係の
クロム；８〜１０重１％のモリブデン；３．１５〜４．
１５重１チのニオブを官有し残部が実質的にニッケルか
ら成るニッケル基合金において。

第一の添加元素として、０．００２〜０．０５重ｔ％の
マグネシウム及び／又は０．Ｏ１〜０．５重１％のジル
コニウムを添加し、第二の添加元素として。

０．００１〜０．Ｏ１重奮チのポロン及び／又は０．０
０２〜０．０５重１％のランタニツト族希土類元素を添
加することを特徴とする。

本発明の合金において、まずＣｒは、耐酸化性に資する
元素であってこれが少なすぎると熱間加工時の酸化消耗
は大とな如、また多すぎると加工性の低下を招くので２
０〜２３重量％の範囲とする。

好ましくは２０．５〜２２．０重ｔ％である。

ＭＯは固溶強化元素であって合金の強度向上に資する元
素である。これが少なすぎると合金強度の低下をきたし
また多すぎると加工性に悪影響を及はすので８〜１０重
量％とする。好１しくけ８．５〜９．５重ｉｓである。

Ｎｂは常温強度および高温強度の向上に資する元素であ
シ、これが少なすぎると強度低下を招きまた多すぎると
熱間加工性を害するので、その配合量は３．１５〜４．
１５重ｔ％とする。好ましくは３．５〜４．０重ｔ％で
ある。

また、Ｆｅは、常温強度の向上に資する元素であるが、
その量が多すぎると耐酸化性の低下の問題を招くので、
配合量は５重ｔ％以下添加しても良い。好ましくは２．
０〜３．０重ｔｓである。

Ｃ＋　Ｍｎ＊　３１　、Ａ／　Ｉ　Ｔ　ｉ　　Ｈいずれ
も脱酸剤として配合され、得られた合金の熱間加工性を
向上させるに有効な元素である。これらの元素はあｔＢ
多く配合されると、合金中に介在物が増え、組織欠陥の
原因となるので、それぞれの配合１は０．１重を憾以下
、０．５！Ｉ−４以下、０．５重ｔ％以下。

０．４重量係以下、０．４重量％以下添加しても良い。

好ましくは、Ｃ０００２〜０．０８重ｔｓ、Ｍｎ　０．
２〜０．４重１％、　Ｓｉ　Ｏ，２〜０．４重ｔ％、　
Ａ／　０．２〜０．４ｆＥｔ％　、　Ｔｉ　Ｏ，２〜０
．４重量％である。

本発明の合金は以下に列記する元素を含有していること
を最大の特徴とする。

まず１ＭＰ及び／又はＺｒ　（第一添加元素）である。

ＭＰは合金の熱間加工を可能にする元素であってＭｊＦ
が含まれていないと加工が極めて困難である。

しかもＭＰは熱間加工を可能にするばかシではなく。

冷間加工時にフクレ、表面のハガレなどの問題を防止す
るに有効な元素である。しかし、その１が多すぎても熱
間加工時に割れの発生のような問題が生じまた少なすぎ
ると上記効果が発揮されないので、その配合量は０．０
０２〜０．０５重１チとする。好ましくは０．００４〜
０．０２重Ｉｔ％である。

７、ｒは上記慶とほぼ同様の効果を示す元素であるが、
加工時に成長してくる結晶粒が粗大化することを抑制し
、もって加工時の温度範囲を広げるに有用な元素でもあ
る。更には、得られた合金のクリ−プラクチャ強度を大
たらしめて合金の使用寿命を長くせしめることに資する
。この量が少なすぎると上記効果が充分に発揮されず、
また多すぎると合金が脆化する、のような問題が生じて
くるのでその配合１は０．０１〜０．５重ｔｓとする。

好ましくは、０．０３〜０．１重量係である。

本発明の合金において、Ｍｆ　、　Ｚｒはそれぞれ単独
で含有されていてもよいし、又は両者が一緒に配合され
ていてもよい。

Ｂ（第二の添加元素）は熱間加工性の向上および高温強
度、高温クリープ強度の向上に資する元素であり、その
量が少なすぎるとその効果は得られずまた多すぎると介
在物質として合金中に残留し、冷間圧延時にフクレ、ハ
がし等の欠陥の原因となるので、その配合ｔは０．００
１〜０．０１重量％とする。好ましくは０．００２〜０
．００４　重量％である。

また、ランタニツト希土類元素（第二の添加元素）、い
わゆるミツシュメタルと称される成分は。

上記したＭＷと類似の効果に資する成分である、また、
冷間加工時に、フクレ、表面のハガレなどの問題を防止
するに有効な元素でもある。その量が少なすぎると熱間
加工性を悪くし、また逆に多すぎると介在物が多くなシ
地疵となる、のような問題を生ずるので、その配合量は
０．００２〜０．０５重ｔＳとする。好ましくは０．０
０４〜０．０２重量％である。

これらＢ、ランタニツト希土類元素（第二の添加元素）
はそれぞれ単独で配合されてもよいし、また両者は一緒
にして配合されてもよいが、両者−緒に添加された方が
更に好ましい。本発明の合金は、上記した各元素を所定
の割合で配合し、それを常法によって溶解して容易に調
製することができる。

、〔発明の実施例〕 実施例１〜４ 各元素を表示の割合で配合したのち溶解しその融液を冷
却して各種合金のインゴットを鍛造した。

各インプットの表皮を切削除去したのち、各々を１０８
０℃で、熱間鍛造して幅１００ｍ１１厚み４０−の板材
とした。そのときのワレ、カケ等の発生の有無を観察し
た。

得られた板材に同じ（１０８０℃で熱間圧延を施し１幅
１１０■厚み３．５Ｗの薄板とした。このときにもワレ
、カケ等の発生の有無を観察した。

また、この熱間鍛造、熱間圧延時に板材の再加熱の有無
を調べた。

得られた薄板を１１５０℃で１時間熱処理したのち９冷
し、酸洗してから冷間圧延して厚み１．５■の板とした
。このときの表面フクレ、）１ガレの有無を調べた。

比較のためにインコネル６２５に相当する合金４種につ
いても同様の加工を施しその状態を観察した。以上の結
果を一括して我に示した。

なお、各実施例の合金の引張シ強さ、弾性率などの機械
的特性は、インコネル６２５のそれとほとんど同じであ
った。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなように１本発明の合金は。

機械的強度等の特性は従来のインコネル６２５と同等で
あるが、しかしその熱間加工性は著しく優れているので
、加工時における省エネルギーに資するとともに作業能
率、！！！品歩留りを高めて有用である。とくにパルプ
のベローズ材用の合金として従来のインコネル６２５の
代替品とｆｒシ得て有用である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２０〜２３重量％のクロム；８〜１０重量％のモリブデ
   ン；３．１５〜４．１５重量％のニオブを含有し、残部
   が実質的にニツケルから成るニツケル基合金において、
   第一の添加元素として、０．００２〜０．０５重量％の
   マグネシウム及び／又は０．０１〜０．５重量％のジル
   コニウムを添加し、第二の添加元素として、０．００１
   〜０．０１重量％のボロン及び／又は０．００２〜０．
   ０５重量％のランタニツト族希土類元素を添加したこと
   を特徴とする熱間加工性が良好なニツケル基合金。