JP2006312779A - ニッケル基超合金及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ニッケルを主成分とし少なくともクロム、鉄、ニオブ、炭素を含有するニッケル基超合金に、Ni−Nb−C系合金の接種剤が添加され、NbC結晶が分散されて成る。
【選択図】図9
Description
Cが1重量%より少ない場合には、γ相またはラーベス相(Laves相)との共晶NbCが大量に生成するため、接種剤として機能しない可能性がある。
因みに、初晶NbCが生成する組成においてNb=60重量%の合金を作製した場合、アーク溶解で完全に溶解させて、均一な接種剤を作製することができなかった。
本実施の形態に係るニッケル基超合金の製造方法によれば、上述した機械的特性に悪影響を与えずに、微細結晶化したニッケル基超合金を容易に製造することができる。
接種剤Aは、Ni−10重量%Nb―3.0重量%C合金である。
接種剤Bは、Ni−20重量%Nb―3.0重量%C合金である。
接種剤Cは、Ni−30重量%Nb―3.0重量%C合金である。
接種剤Dは、Ni−10重量%Nb―2.0重量%C合金である。
接種剤Eは、Ni−20重量%Nb―2.0重量%C合金である。
接種剤Fは、Ni−30重量%Nb―2.0重量%C合金である。
接種剤Gは、Ni−40重量%Nb―2.0重量%C合金である。
接種剤Hは、Ni−50重量%Nb―2.0重量%C合金である。
接種剤Iは、Ni−10重量%Nb―1.0重量%C合金である。
接種剤Jは、Ni−20重量%Nb―1.0重量%C合金である。
接種剤Kは、Ni−30重量%Nb―1.0重量%C合金である。
研磨した試料にマクロ腐食を施し、図3に示すように、観察面を撮影し、組織観察、粒径測定を行う。粒径測定は、観察面の試料組織上に円を描き、その円周の長さを、その円が横切っている結晶粒の数で割ることで平均粒径を求めた。また、試料の内部と外部での冷却速度の違いを考慮して、試料半径rに対して、3/4r,1/2r,1/4rの同心円上の位置で測定を行った。
マクロ腐食での粒径測定が困難な場合(目視で粒径が約1mm以下)、ミクロ腐食して、組織観察および粒径測定を行った。研磨した試料にミクロ腐食を施し、図4に示すように、観察面を光学顕微鏡で観察、撮影し、組織観察、粒径測定を行った。粒径測定は、ミクロ組織写真上に無作為に直線を引き、その直線の長さを、その直線が横切っている結晶粒の数で割ることで平均粒径を求めた。1つの試料につき5視野以上で、1視野につき7本の直線を引いて、粒径測定を行った。
いずれの接種剤1、2も、わずかに結晶粒径は減少するものの、顕著な微細化効果は得られなかった。
インコネル718合金溶湯の保持温度1350℃において、Ni−Nb−C系合金接種剤を1.0重量%添加した試料では、保持時間35secまで約100μm以下の微細な組織が得られ、無添加試料の粒径の約1/10以下にまで微細化でき、微細効果が長時間持続することが認められた。
インコネル718合金溶湯の保持温度1350℃でNi−Nb−C系合金接種剤を1.0重量%添加した場合においても、保持時間60secでは、粒径が急増しており、接種剤由来のNbCが溶湯中に溶解してしまったものと考えられる。このことから接種剤中のNbCが初晶γの核として働いていることが示唆された。
Claims (11)
- ニッケルを主成分としクロム、他の少量元素からなるニッケル基超合金に、該ニッケル基超合金の構成元素から構成された合金による接種剤が添加されて成ることを特徴とするニッケル基超合金。
- ニッケルを主成分とし少なくともクロム、ニオブ、炭素を含有するニッケル基超合金に、Ni−Nb−C系合金の接種剤が添加され、NbC結晶が分散されて成ることを特徴とするニッケル基超合金。
- インコネル合金に、Ni−Nb−C系合金の接種剤が添加され、NbC結晶が分散されて成ることを特徴とするニッケル基超合金。
- インコネル合金に、組織中に面積分率で少なくとも10%以上のNbC結晶を有するNi−Nb−C系合金の接種剤が添加され、NbC結晶が分散されて成ることを特徴とするニッケル基超合金。
- インコネル合金に、Ni−0〜55重量%Nb−1〜3重量%C合金(ただしNbは0重量%を含まず)の接種剤が添加され、NbC結晶が分散されて成ることを特徴とするニッケル基超合金。
- ニッケルを主成分としクロム、他の少量元素からなるニッケル基超合金溶湯に、該ニッケル基超合金の構成元素から構成された合金による接種剤を添加する工程を有する
ことを特徴とするニッケル基超合金の製造方法。 - ニッケルを主成分とし少なくともクロム、ニオブ、炭素を含有するニッケル基超合金溶湯に、Ni−Nb−C系合金の接種剤を添加する工程を有する
ことを特徴とするニッケル基超合金の製造方法。 - 前記ニッケル基超合金溶湯の温度を1400℃〜1350℃とすることを特徴とする請求項7記載のニッケル基超合金の製造方法。
- 前記接種剤を前記ニッケル基超合金に対して0.3重量%〜3.0重量%添加することを特徴とする請求項7又は8記載のニッケル基超合金の製造方法。
- 前記ニッケル基超合金溶湯として、インコネル合金溶湯を用い、前記Ni−Nb−C系合金の接種剤として、Ni−0〜55重量%Nb−1〜3重量%C合金(ただしNbは0重量%を含まず)を用いることを特徴とする請求項7、8、又は9記載のニッケル基超合金の製造方法。
- 前記ニッケル基超合金溶湯として、インコネル合金溶湯を用い、前記Ni−Nb−C系合金の接種剤として、組織中に面積分率で少なくとも10%以上のNbC結晶を有するNi−Nb−C系合金を用いることを特徴とする請求項7、8、又は9記載のニッケル基超合金の製造方法。
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