JPS6179743A - ニツケル基合金及びその熱処理方法 - Google Patents
ニツケル基合金及びその熱処理方法Info
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- JPS6179743A JPS6179743A JP20196684A JP20196684A JPS6179743A JP S6179743 A JPS6179743 A JP S6179743A JP 20196684 A JP20196684 A JP 20196684A JP 20196684 A JP20196684 A JP 20196684A JP S6179743 A JPS6179743 A JP S6179743A
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- Japan
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- nickel
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- alloy
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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。
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、ニッケル基合金及びその熱処理方法に関し、
よシ詳細には、耐応力腐食割れ特性、耐粒界腐食特性に
すぐれたニッケル基合金及びその熱処理方法に関する。
よシ詳細には、耐応力腐食割れ特性、耐粒界腐食特性に
すぐれたニッケル基合金及びその熱処理方法に関する。
沸騰水型原子炉内には、炉内の水を循環させるジェット
ポンプがばね材で保持されて設置されている。このばね
材の材質としては、インコネルＸ７５０と呼ばれる゛ニ
ッケル基超合金が使用されている。
ポンプがばね材で保持されて設置されている。このばね
材の材質としては、インコネルＸ７５０と呼ばれる゛ニ
ッケル基超合金が使用されている。
このようなばね材は、高温、高圧水の環境下では応力が
作用して、長期の使用過程において応力腐食割れ（ＳＣ
Ｃ）が発生し、中にはその応力によルばね材が折損しや
すいという問題がある。
作用して、長期の使用過程において応力腐食割れ（ＳＣ
Ｃ）が発生し、中にはその応力によルばね材が折損しや
すいという問題がある。
上記のような事態を回避するため、インコネルＸ７５０
に種々の熱処理を施して、ばね材の耐ＳＣＣを向上させ
ているが、完全にはＳＣＣの発生を防止できていないの
が現状である。
に種々の熱処理を施して、ばね材の耐ＳＣＣを向上させ
ているが、完全にはＳＣＣの発生を防止できていないの
が現状である。
また、上記のような高温、高圧水の環境下にある原子炉
内では、ばね材の粒界腐食（Ｉｎｔｅｒｇｒａｎｕｌａ
ｒ（ｏｒｒｏｓｉｏｎ以下ＩＧＣと称する）の発生を防
止すること及び機械的強度を得ることも重要であるが、
しかし、この種の原子力材料では耐ＩＧＣ性を改善しよ
うとすると、機械的強度が低下し、一方、機械的強度を
改善させようとすると耐ＩＧＣ性及び耐ＳＣＣ性が低下
し、更に、１ｔｓｃｃ性を改善させようとすると機械的
強度が低下して、三つの特性を同時兼備えることができ
なかった。
内では、ばね材の粒界腐食（Ｉｎｔｅｒｇｒａｎｕｌａ
ｒ（ｏｒｒｏｓｉｏｎ以下ＩＧＣと称する）の発生を防
止すること及び機械的強度を得ることも重要であるが、
しかし、この種の原子力材料では耐ＩＧＣ性を改善しよ
うとすると、機械的強度が低下し、一方、機械的強度を
改善させようとすると耐ＩＧＣ性及び耐ＳＣＣ性が低下
し、更に、１ｔｓｃｃ性を改善させようとすると機械的
強度が低下して、三つの特性を同時兼備えることができ
なかった。
〔発明の目的」
本発明は、耐応力腐食割れ特性、耐粒界腐食特性及び機
械的強度がいずれも優れたニッケル基合金及びそのため
の熱処理方法を提供することを目的とする。具体的には
、クレビスベントビーム試験法による応力腐食割れ特性
値が１００μｍ以下。
械的強度がいずれも優れたニッケル基合金及びそのため
の熱処理方法を提供することを目的とする。具体的には
、クレビスベントビーム試験法による応力腐食割れ特性
値が１００μｍ以下。
好まじくは５０μｍ以下、更に好ましくは１０μｍ以下
でちゃ、かつ、ストライカ−試験法による粒界腐食特性
値が３ｐ／ｍ”−ｈ 以下好ましくは２ｐ／ｉ−ｈ以
下、更に好ましくは］ｙ／−・ｈ 以下であシ、かり引
張強度が１２０に９／−以上好ましくは１２５１５７ｍ
ｍ’以上更に好ましくは１３０〜／ｍ−以上であるニッ
ケル基合金及びその熱処理方法を提供することを目的と
する。
でちゃ、かつ、ストライカ−試験法による粒界腐食特性
値が３ｐ／ｍ”−ｈ 以下好ましくは２ｐ／ｉ−ｈ以
下、更に好ましくは］ｙ／−・ｈ 以下であシ、かり引
張強度が１２０に９／−以上好ましくは１２５１５７ｍ
ｍ’以上更に好ましくは１３０〜／ｍ−以上であるニッ
ケル基合金及びその熱処理方法を提供することを目的と
する。
〔発明の概要Ｊ
本発明者らは、上記目的を達成すべく、鋭意研究を重ね
た結果、後述の組成を有するニッケル基合金を後述の方
法で熱処理することによシその合金の耐応力腐食割れ特
性、耐粒界腐食特性及び機械的強度が共に優れたものに
なるという事実を見出し本ハ明を完成するに到った。
た結果、後述の組成を有するニッケル基合金を後述の方
法で熱処理することによシその合金の耐応力腐食割れ特
性、耐粒界腐食特性及び機械的強度が共に優れたものに
なるという事実を見出し本ハ明を完成するに到った。
すなわち１本発明のニッケル基合金はＮ１が５０〜５５
重量％、Ｃｒが１７〜２１重量９６．ＮｂとＴａの合量
が４〜６重量％、 Ｍｏが２〜４重量％１Ｍが０．１〜
１．５重量％、 Ｔｉが０．１〜２重量％、残部実質的
にＦｅかも成り、クレビスベントビーム試験法による応
力腐食割れ特性値が１００μｍ以下、ストライカ−試験
法による粒界腐食特性値が３り／ｄ−ｈ以下、であるこ
とを特徴とし、その熱処理方法は。
重量％、Ｃｒが１７〜２１重量９６．ＮｂとＴａの合量
が４〜６重量％、 Ｍｏが２〜４重量％１Ｍが０．１〜
１．５重量％、 Ｔｉが０．１〜２重量％、残部実質的
にＦｅかも成り、クレビスベントビーム試験法による応
力腐食割れ特性値が１００μｍ以下、ストライカ−試験
法による粒界腐食特性値が３り／ｄ−ｈ以下、であるこ
とを特徴とし、その熱処理方法は。
Ｎｉが５０〜５５重量％、Ｃｒが１７〜２１重量％。
ＮｂとＴａの合量が４〜６重量％１Ｍｏが２〜４重量％
、Ａｌが０．１〜１．５重量％、Ｔｉが０．１〜２重量
％及び残部実質的にＦｅから成るニッケル基合金を９２
０〜１２００’Ｃの温度で溶体化処理を施し。
、Ａｌが０．１〜１．５重量％、Ｔｉが０．１〜２重量
％及び残部実質的にＦｅから成るニッケル基合金を９２
０〜１２００’Ｃの温度で溶体化処理を施し。
次いで６９８〜７３８°Ｃの第一時効処理後炉冷し、６
ｏ］〜６４１℃で第二時効処理を施すことを特徴とする
。
ｏ］〜６４１℃で第二時効処理を施すことを特徴とする
。
まず本発明におけるニッケル基合金の組成は。
Ｎｌが５０〜５５重１％、Ｃｒが１７〜２１７〜２１重
量とＴａの含量が４〜６重量％好ましくは４．７５〜５
．５０重量％、 Ｍｏが２〜４重量％好ましくは２．８
〜３．３重量％、Ａ７！が０．１〜１．５重量％ 好ま
しくは０．２〜０．８重量％、ＴＩが０．１〜２ 重
量％好ましくは０．６５〜】、１５重量％、残部実質上
Ｆｅである。又この合金では、結晶粒の粗大化を防止す
る為に、Ｃを０，０８重量％以下、更に熱間加工性を改
善する為に、Ｓｌを０．３５重量％以下１Ｍｎを０．３
５重を傷取下、Ｂを０．００６重量ｇＩ以下１Ｍｙを０
．０５重ｆ［％以下、Ｙを０．０５重量−以下添加して
も良い。
量とＴａの含量が４〜６重量％好ましくは４．７５〜５
．５０重量％、 Ｍｏが２〜４重量％好ましくは２．８
〜３．３重量％、Ａ７！が０．１〜１．５重量％ 好ま
しくは０．２〜０．８重量％、ＴＩが０．１〜２ 重
量％好ましくは０．６５〜】、１５重量％、残部実質上
Ｆｅである。又この合金では、結晶粒の粗大化を防止す
る為に、Ｃを０，０８重量％以下、更に熱間加工性を改
善する為に、Ｓｌを０．３５重量％以下１Ｍｎを０．３
５重を傷取下、Ｂを０．００６重量ｇＩ以下１Ｍｙを０
．０５重ｆ［％以下、Ｙを０．０５重量−以下添加して
も良い。
次に、上記組成の合金が本発明の特性を有するようにす
るには、以下の熱処理を必須要件とする。
るには、以下の熱処理を必須要件とする。
すなわち、上記成分を所定量混合し通常の方法により溶
解させたのち、以下の条件で溶体化・時効処理を行なう
。
解させたのち、以下の条件で溶体化・時効処理を行なう
。
溶体化処理は、９２０〜１２００℃の温度で厚さく最大
径）２５鵡当シ１５分間以上行ない、その後第二時効処
理を６９８〜７３８℃で５〜１０時間行なった後炉冷し
、第二時効処理を６０１〜６４ ］ ’Ｃで５〜１０時
間行なう。
径）２５鵡当シ１５分間以上行ない、その後第二時効処
理を６９８〜７３８℃で５〜１０時間行なった後炉冷し
、第二時効処理を６０１〜６４ ］ ’Ｃで５〜１０時
間行なう。
溶体化処理温度が、上記範囲を外れて９２０℃未満の場
合は、再結晶不十分で延性がなく、ラブチャー強度も低
くなシ好ましくなく、１２００℃を超えると常温強度・
高温強度ともに低くなシまたラブチャー強度も低くなり
好ましくない。
合は、再結晶不十分で延性がなく、ラブチャー強度も低
くなシ好ましくなく、１２００℃を超えると常温強度・
高温強度ともに低くなシまたラブチャー強度も低くなり
好ましくない。
また、第−又は第二時効処理時の温度が、それぞれ上記
範囲を外れて６９８℃又は６０１℃未満の場合は、この
合金の強化のため析出するｒ’＋ｒ’などの金用間化合
物の析出が抑えられ、強度（常温、高温ともに）が低く
なシ好ましくなく、一方。
範囲を外れて６９８℃又は６０１℃未満の場合は、この
合金の強化のため析出するｒ’＋ｒ’などの金用間化合
物の析出が抑えられ、強度（常温、高温ともに）が低く
なシ好ましくなく、一方。
第−又は第二時効処理温度がそれぞれ７３８℃又は６４
１℃を超えると上記と同様により強度が低くなり好まし
くない。
１℃を超えると上記と同様により強度が低くなり好まし
くない。
上記処理条件で上記組成の合金を溶体化・時効処理する
ことによシ、すぐれた耐ＳＣＣ特性、耐ＩＧＣ特性及び
機械的強度が得られる。特に耐ＳＣＣ特性は上記処理条
件の範囲ならばどの温度においても優れ九特性値が得ら
れる。一方、１ｔＩＧＣ特性も上記処理条件の範囲で良
好な特性値が得られるが、それを更に優れた特性値にす
るためには下記の条件に更に限定して溶体化・時効処理
することが好ましい。
ことによシ、すぐれた耐ＳＣＣ特性、耐ＩＧＣ特性及び
機械的強度が得られる。特に耐ＳＣＣ特性は上記処理条
件の範囲ならばどの温度においても優れ九特性値が得ら
れる。一方、１ｔＩＧＣ特性も上記処理条件の範囲で良
好な特性値が得られるが、それを更に優れた特性値にす
るためには下記の条件に更に限定して溶体化・時効処理
することが好ましい。
即ち、９７０〜９９０℃又は１０９０〜１２００℃の温
度で厚さく最大径）２５１１１当り１５分間以上溶体化
処理をしてその後第二時効処理を６９８〜７３８℃で５
〜１０時間行なった後炉冷し、第二時効処理を６０１〜
６４１℃で５〜１０時間行なえば良い。
度で厚さく最大径）２５１１１当り１５分間以上溶体化
処理をしてその後第二時効処理を６９８〜７３８℃で５
〜１０時間行なった後炉冷し、第二時効処理を６０１〜
６４１℃で５〜１０時間行なえば良い。
また１合金の機械的強度は、溶体化処理温度が低くけれ
ば、その強度も高まる。
ば、その強度も高まる。
したがって１機械的強度、耐ＳＣＣ特性、耐ＩＧＣ特性
の３特性がいずれも優れたニッケル基合金を得るために
は、形体化処理温度を９７０〜９９０℃に設足すること
が好ましい。
の３特性がいずれも優れたニッケル基合金を得るために
は、形体化処理温度を９７０〜９９０℃に設足すること
が好ましい。
これらの３特性が共に優れたニッケル基合金は。
各種原子炉の中でとシわけ炉内環境が厳しい沸騰水型軽
水炉の材料に適用することが可能となって有用である、 また１本発明合金は、各種の原子炉に適用することがで
き、その用途としては、燃料棒やソエットポンプ等を保
持するばね材を始め各種の部材に適用することができる
。
水炉の材料に適用することが可能となって有用である、 また１本発明合金は、各種の原子炉に適用することがで
き、その用途としては、燃料棒やソエットポンプ等を保
持するばね材を始め各種の部材に適用することができる
。
実施例（１）〜（７）
下記の組成を有する合金を用意した。
すなわち、 Ｎｉが５ ｚ、ｓ ５ ｔ ｉｔ％、Ｃｒ
が１８．９３３１ｔ％ 、 Ｎｂ ＋ Ｔａが５．２７
重ｆＲ％、Ｍｏが３．０２Ｍ験％、 ＡＩＩＯ２６０１
ｉｉ１％、 ＴＩ カ１．００ ！１１％。
が１８．９３３１ｔ％ 、 Ｎｂ ＋ Ｔａが５．２７
重ｆＲ％、Ｍｏが３．０２Ｍ験％、 ＡＩＩＯ２６０１
ｉｉ１％、 ＴＩ カ１．００ ！１１％。
Ｃが０．０６重ｉ％、３１が０．１４重量％、 Ｍｎが
０．１０重量％残部Ｆｅのニッケル基合金である。
０．１０重量％残部Ｆｅのニッケル基合金である。
上記組成の合金を俗解した後１表に示す如き温度１時間
で浴体化処ふと時効処理を行なった。
で浴体化処ふと時効処理を行なった。
次に、得られた合金を下記の評価試験に使用できる所定
寸法、所定形状を有する試験片に加工した。
寸法、所定形状を有する試験片に加工した。
得られた試験片を用いて下記の仕様にょυ、応力腐食割
れ特性１粒界偶食特注、引張強度を測定し、その結果を
表に示したつ 応力腐食割れ特性：クレビスベントビームＥ験により一
１１定した。すなわち１図に示す如く。
れ特性１粒界偶食特注、引張強度を測定し、その結果を
表に示したつ 応力腐食割れ特性：クレビスベントビームＥ験により一
１１定した。すなわち１図に示す如く。
長さ５０訪１幅】０諺、厚さ２餌の試験片１をカーボン
グラファイト２と共に治具３，３′間に挿入して該試験
片】に応力を加えたまま、これらを原子炉内と同一環境
の２８８°Ｃ１７０気圧の純水中へ５ｏ。
グラファイト２と共に治具３，３′間に挿入して該試験
片】に応力を加えたまま、これらを原子炉内と同一環境
の２８８°Ｃ１７０気圧の純水中へ５ｏ。
時間式れておく。試験片５枚をこのような環境下にさら
した後、試験片断面を研摩して、顕微鏡で応力腐食割れ
によるクランクを全面にわたり観察し、最大クランクの
長さを測足する。
した後、試験片断面を研摩して、顕微鏡で応力腐食割れ
によるクランクを全面にわたり観察し、最大クランクの
長さを測足する。
粒界腐食特性ニストライカー試験法により測定した。す
なわち、まず、長さ２０ ｌｌｍ１幅】５霞、厚さ５ｓ
ｍの試験片の重量及び表面積を測定する。次に、この試
験片を硫駿第二鉄の濃度が５０％の硫酸第二鉄−硫酸ｍ
液中に１０時間浸漬する。浸漬後の試験片の重−を測足
し、浸漬前と浸漬後との重量差を求める。そしてこの重
量差を浸漬前の表面積及び浸漬時間で割って特性値を算
出する。
なわち、まず、長さ２０ ｌｌｍ１幅】５霞、厚さ５ｓ
ｍの試験片の重量及び表面積を測定する。次に、この試
験片を硫駿第二鉄の濃度が５０％の硫酸第二鉄−硫酸ｍ
液中に１０時間浸漬する。浸漬後の試験片の重−を測足
し、浸漬前と浸漬後との重量差を求める。そしてこの重
量差を浸漬前の表面積及び浸漬時間で割って特性値を算
出する。
引張強反： ＪＩＳ Ｚ−２２４１に準拠して測定した
。
。
比較例１１１〜（ｌｆ書
比較例として、比較例＋１１〜（８）は実施例と同様の
成分のものを使用し比較例（９１、ＱｌはインコネルＸ
７５０を使用した。これを表に示す如き溶体化温度で溶
体化処理をして、耐応力腐食割れ特性、耐粒界腐食特性
を測定してその結果を表に示した。
成分のものを使用し比較例（９１、ＱｌはインコネルＸ
７５０を使用した。これを表に示す如き溶体化温度で溶
体化処理をして、耐応力腐食割れ特性、耐粒界腐食特性
を測定してその結果を表に示した。
尚１粒界腐食特性の試験においては、浸漬前の試験片の
寸法は、実施例の場合１５Ｘ１５Ｘ３（ＩＢ）であシ、
比較例の場合２０Ｘ］５Ｘ３（襲）であった。
寸法は、実施例の場合１５Ｘ１５Ｘ３（ＩＢ）であシ、
比較例の場合２０Ｘ］５Ｘ３（襲）であった。
また１表に示した応力腐食割れ特性の測定結果は、測定
回数５回の場合の最大値を示す。一方。
回数５回の場合の最大値を示す。一方。
粒界腐食特性、引張強度の場合は測定を２回行なったと
きの平均値を表に掲げた。
きの平均値を表に掲げた。
表から明らかな如く１本発明熱処理による本発明合金は
、耐ＳＣＣ特性、耐ＩＧＣ特性が従来のものと比較して
１桁違いにすぐれている。
、耐ＳＣＣ特性、耐ＩＧＣ特性が従来のものと比較して
１桁違いにすぐれている。
〔発明の効果〕
以上１表からも明らかな如く１本発明では、耐応力腐食
割れ特性、ＩＴｒｔ粒界腐食特性及び機械的強度が共に
すぐれており、とくに、特定温度で溶体化処理を行なえ
ば、耐粒界腐食特性１機械的強度が更にすぐれた合金を
得ることができ、原子炉材用ニッケル基合金としてその
工業的価値は大である。
割れ特性、ＩＴｒｔ粒界腐食特性及び機械的強度が共に
すぐれており、とくに、特定温度で溶体化処理を行なえ
ば、耐粒界腐食特性１機械的強度が更にすぐれた合金を
得ることができ、原子炉材用ニッケル基合金としてその
工業的価値は大である。
図はクレビスペントビーム試験法における試験治具を模
式的に示すものである。
式的に示すものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、Ｎｉが５０〜５５重量％、Ｃｒが１７〜２１重量％
、、ＮｂとＴａの合量が４〜６重量％、Ｍｏが２〜４重
量％、Ａｌが０．１〜１．５重量％、Ｔｉが０．１〜２
重量％、残部実質的にＦｅから成り、クレビスベントビ
ーム試験法による応力腐食割れ特性値が１００μｍ以下
、 ストライカー試験法による粒界腐食特性値が３ｇ／ｍ＾
２・ｈ以下、 であることを特徴とするニッケル基合金。 ２、Ｎｉが５０〜５５重量％、Ｃｒが１７〜２１重量％
、ＮｂとＴａの合量が４〜６重量％、Ｍｏが２〜４重量
％、Ａｌが０．１〜１．５重量％、Ｔｉが０．１〜２重
量％及び残部実質的にＦｅから成るニッケル基合金を、
９２０〜１２００℃の温度で溶体化処理を施し、次いで
６９８〜７３８℃の第一時効処理後炉冷し、６０１〜６
４１℃で第二時効処理を施すことを特徴とするニッケル
基合金の熱処理方法。 ３、該溶体化処理温度が９７０〜９９０℃又は１０９０
〜１２００℃である特許請求の範囲第２項記載のニッケ
ル基合金の熱処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20196684A JPS6179743A (ja) | 1984-09-28 | 1984-09-28 | ニツケル基合金及びその熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20196684A JPS6179743A (ja) | 1984-09-28 | 1984-09-28 | ニツケル基合金及びその熱処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6179743A true JPS6179743A (ja) | 1986-04-23 |
Family
ID=16449712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20196684A Pending JPS6179743A (ja) | 1984-09-28 | 1984-09-28 | ニツケル基合金及びその熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6179743A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2383355A4 (en) * | 2008-12-15 | 2013-05-15 | Toshiba Kk | BEAM PUMP CARRIER AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR |
| JP2013231234A (ja) * | 2012-04-27 | 2013-11-14 | General Electric Co <Ge> | 超合金の耐応力腐食割れを改善する方法 |
-
1984
- 1984-09-28 JP JP20196684A patent/JPS6179743A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2383355A4 (en) * | 2008-12-15 | 2013-05-15 | Toshiba Kk | BEAM PUMP CARRIER AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR |
| US8879683B2 (en) | 2008-12-15 | 2014-11-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Jet pump beam and method for producing the same |
| JP2013231234A (ja) * | 2012-04-27 | 2013-11-14 | General Electric Co <Ge> | 超合金の耐応力腐食割れを改善する方法 |
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