JP7194012B2 - Ni-Cu alloy - Google Patents
Ni-Cu alloy Download PDFInfo
- Publication number
- JP7194012B2 JP7194012B2 JP2018244249A JP2018244249A JP7194012B2 JP 7194012 B2 JP7194012 B2 JP 7194012B2 JP 2018244249 A JP2018244249 A JP 2018244249A JP 2018244249 A JP2018244249 A JP 2018244249A JP 7194012 B2 JP7194012 B2 JP 7194012B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- less
- mass
- alloy
- ppm
- content
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Description
本発明は、化学プラント等の用途に適したＮｉ－Ｃｕ合金に関する。 The present invention relates to Ni—Cu alloys suitable for use in chemical plants and the like.
Ｎｉ－Ｃｕ合金は、耐食性に優れている。Ｎｉ－Ｃｕ合金は特に、海水環境における耐食性に優れている。Ｎｉ－Ｃｕ合金はさらに、強度に優れている。この強度は、金属間化合物の析出に起因する。強度に優れたＮｉ－Ｃｕ合金の一例が、特開２０００－２９７３３６公報に開示されている。 Ni--Cu alloys are excellent in corrosion resistance. Ni--Cu alloys are particularly resistant to corrosion in seawater environments. Ni--Cu alloys are also superior in strength. This strength is due to precipitation of intermetallic compounds. An example of a Ni--Cu alloy with excellent strength is disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2000-297336.
Ｎｉ－Ｃｕ合金は、概して熱間加工性に劣る。Ｎｉ－Ｃｕ合金が熱間鍛造に供されると、加熱割れが頻繁に起こる。 Ni—Cu alloys generally have poor hot workability. Heat cracking frequently occurs when Ni—Cu alloys are subjected to hot forging.
特開平８－７１６７９号公報には、所定量のＭｇが添加されたＮｉ－Ｃｕ合金が開示されている。このＭｇは、合金の熱間加工性に寄与しうる。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-71679 discloses a Ni--Cu alloy to which a predetermined amount of Mg is added. This Mg can contribute to the hot workability of the alloy.
特開２００６－６３３９５公報には、ＭｇとＣａとの合計量が所定範囲であるＮｉ－Ｃｕ合金が開示されている。このＭｇ及びＣａは、合金の熱間加工性に寄与しうる。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-63395 discloses a Ni—Cu alloy in which the total amount of Mg and Ca is within a predetermined range. This Mg and Ca can contribute to the hot workability of the alloy.
従来のＮｉ－Ｃｕ合金には、熱間加工性に関し、さらなる改善の要請がある。また、Ｎｉ－Ｃｕ合金の冷間加工性に関しても、改善の要請がある。 There is a demand for further improvement in hot workability of conventional Ni--Cu alloys. There is also a demand for improvement in the cold workability of Ni--Cu alloys.
本発明の目的は、強度、熱間加工性及び冷間加工性に優れたＮｉ－Ｃｕ合金の提供にある。 An object of the present invention is to provide a Ni--Cu alloy having excellent strength, hot workability and cold workability.
本発明に係るＮｉ－Ｃｕ合金は、
Ｃｕ：２０．０質量％以上４０．０質量％以下、
Ｃ：０．０５質量％以上０．２５質量％以下、
Ｓｉ：２．０質量％以下、
Ｍｎ：１．５質量％以下、
Ａｌ：１．０質量％以上５．０質量％以下、
Ｔｉ：０．３０質量％以上１．００質量％以下、
Ｓ：０．０１０質量％以下、
Ｏ：５０ｐｐｍ以下、
Ｎ：１００ｐｐｍ以下、
Ｍｇ：３００ｐｐｍ以下、
Ｃａ：１００ｐｐｍ以下、
及び
Ｂ：５０ｐｐｍ以下
を含む。残部は、Ｎｉ及び不可避不純物である。平均結晶粒径とＴ断面積との比は、０．１０／ｍ以下である。
The Ni—Cu alloy according to the present invention is
Cu: 20.0% by mass or more and 40.0% by mass or less,
C: 0.05% by mass or more and 0.25% by mass or less,
Si: 2.0% by mass or less,
Mn: 1.5% by mass or less,
Al: 1.0% by mass or more and 5.0% by mass or less,
Ti: 0.30% by mass or more and 1.00% by mass or less,
S: 0.010% by mass or less,
O: 50 ppm or less,
N: 100 ppm or less,
Mg: 300 ppm or less,
Ca: 100 ppm or less,
and B: 50 ppm or less. The balance is Ni and unavoidable impurities. The ratio of the average grain size to the T cross-sectional area is 0.10/m or less.
他の観点によれば、本発明に係るＮｉ－Ｃｕ合金は、
Ｃｕ：２０．０質量％以上４０．０質量％以下、
Ｃ：０．０５質量％以上０．２５質量％以下、
Ｓｉ：２．０質量％以下、
Ｍｎ：１．５質量％以下、
Ａｌ：１．０質量％以上５．０質量％以下、
Ｔｉ：０．３０質量％以上１．００質量％以下、
Ｓ：０．０１０質量％以下、
Ｏ：５０ｐｐｍ以下、
Ｎ：１００ｐｐｍ以下、
Ｍｇ：３００ｐｐｍ以下、
Ｃａ：１００ｐｐｍ以下、
Ｂ：５０ｐｐｍ以下
及び
Ｎｂ、Ｖ及びＷからなる群から選択された１種又は２種以上：１．０００質量％以下
を含む。残部は、Ｎｉ及び不可避不純物である。平均結晶粒径とＴ断面積との比は、０．１０／ｍ以下である。
According to another aspect, the Ni—Cu alloy according to the present invention is
Cu: 20.0% by mass or more and 40.0% by mass or less,
C: 0.05% by mass or more and 0.25% by mass or less,
Si: 2.0% by mass or less,
Mn: 1.5% by mass or less,
Al: 1.0% by mass or more and 5.0% by mass or less,
Ti: 0.30% by mass or more and 1.00% by mass or less,
S: 0.010% by mass or less,
O: 50 ppm or less,
N: 100 ppm or less,
Mg: 300 ppm or less,
Ca: 100 ppm or less,
B: 50 ppm or less and one or more selected from the group consisting of Nb, V and W: 1.000% by mass or less. The balance is Ni and unavoidable impurities. The ratio of the average grain size to the T cross-sectional area is 0.10/m or less.
本発明に係るＮｉ－Ｃｕ合金は、強度、熱間加工性及び冷間加工性の全てにおいて優れる。 The Ni—Cu alloy according to the present invention is excellent in all of strength, hot workability and cold workability.
本発明に係るＮｉ－Ｃｕ合金は、Ｎｉ、Ｃｕ及び添加元素を含んでいる。以下、各元素について詳説する。 The Ni--Cu alloy according to the present invention contains Ni, Cu and additive elements. Each element will be described in detail below.
［銅（Ｃｕ）］
Ｃｕは、合金の強度、耐食性及び加工性に寄与する。この観点から、Ｃｕの含有率は２０．０質量％以上が好ましく、２２．０質量％以上がより好ましく、２７．０質量％以上が特に好ましい。過剰のＣｕは、合金の熱間加工性を阻害する。熱間加工性の観点から、Ｃｕの含有率は４０．０質量％以下が好ましく、３５．０質量％以下がより好ましく、３３．０質量％以下が特に好ましい。
[Copper (Cu)]
Cu contributes to the strength, corrosion resistance and workability of the alloy. From this point of view, the Cu content is preferably 20.0% by mass or more, more preferably 22.0% by mass or more, and particularly preferably 27.0% by mass or more. Excess Cu impairs the hot workability of the alloy. From the viewpoint of hot workability, the Cu content is preferably 40.0% by mass or less, more preferably 35.0% by mass or less, and particularly preferably 33.0% by mass or less.
［炭素（Ｃ）］
Ｃはマトリクスに固溶し、合金の強度を高める。強度の観点から、Ｃの含有率は０．０５質量％以上が好ましく、０．０８質量％以上がより好ましく、０．１０質量％以上が特に好ましい。Ｃが過剰であると、粗大な炭化物が析出する。この炭化物は、冷間加工時の割れを誘発する。冷間加工性の観点から、Ｃの含有率は０．２５質量％以下が好ましく、０．２０質量％以下がより好ましく、０．１５質量％以下が特に好ましい。
[Carbon (C)]
C dissolves in the matrix and increases the strength of the alloy. From the viewpoint of strength, the C content is preferably 0.05% by mass or more, more preferably 0.08% by mass or more, and particularly preferably 0.10% by mass or more. When C is excessive, coarse carbides precipitate. This carbide induces cracking during cold working. From the viewpoint of cold workability, the C content is preferably 0.25% by mass or less, more preferably 0.20% by mass or less, and particularly preferably 0.15% by mass or less.
［ケイ素（Ｓｉ）］
Ｓｉは、脱酸剤として機能する。Ｓｉはさらに、合金の硬度を高める。これらの観点から、Ｓｉの含有率は０．０１質量％以上が好ましく、０．０５質量％以上がより好ましく、０．１０質量％以上が特に好ましい。過剰のＳｉは、合金の靱性及び加工性を阻害する。靱性及び加工性の観点から、Ｓｉの含有率は２．０質量％以下が好ましく、１．０質量％以下がより好ましく、０．５質量％以下が特に好ましい。
[Silicon (Si)]
Si functions as a deoxidizing agent. Si also increases the hardness of the alloy. From these points of view, the Si content is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, and particularly preferably 0.10% by mass or more. Excess Si impairs the toughness and workability of the alloy. From the viewpoint of toughness and workability, the Si content is preferably 2.0% by mass or less, more preferably 1.0% by mass or less, and particularly preferably 0.5% by mass or less.
［マンガン（Ｍｎ）］
Ｍｎは、脱酸剤として機能する。この観点から、Ｍｎの含有率は０．１質量％以上が好ましく、０．２質量％以上がより好ましく、０．４質量％以上が特に好ましい。過剰のＭｎは、熱間加工時の合金の、異常な酸化を招く。熱間加工性の観点から、Ｍｎの含有率は１．５質量％以下が好ましく、１．０質量％以下がより好ましく、０．８質量％以下が特に好ましい。
[Manganese (Mn)]
Mn functions as a deoxidizing agent. From this point of view, the Mn content is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.2% by mass or more, and particularly preferably 0.4% by mass or more. Excess Mn leads to abnormal oxidation of the alloy during hot working. From the viewpoint of hot workability, the Mn content is preferably 1.5% by mass or less, more preferably 1.0% by mass or less, and particularly preferably 0.8% by mass or less.
［アルミニウム（Ａｌ）］
Ａｌは、脱酸剤として機能する。Ａｌはさらに、Ｎｉと反応する。この反応により、金属間化合物が析出する。この金属間化合物は、強度に寄与する。この金属間化合物はさらに、結晶粒の微細化にも寄与する。これらの観点から、Ａｌの含有率は１．０質量％以上が好ましく、１．５質量％以上がより好ましく、２．０質量％以上が特に好ましい。熱間加工性の観点から、Ａｌの含有率は５．０質量％以下が好ましく、４．０質量％以下がより好ましく、３．５質量％以下が特に好ましい。金属間化合物の一例は、Ｎｉ３（Ａｌ，Ｔｉ）である。
[Aluminum (Al)]
Al functions as a deoxidizing agent. Al also reacts with Ni. This reaction precipitates an intermetallic compound. This intermetallic compound contributes to strength. This intermetallic compound also contributes to refinement of crystal grains. From these points of view, the Al content is preferably 1.0% by mass or more, more preferably 1.5% by mass or more, and particularly preferably 2.0% by mass or more. From the viewpoint of hot workability, the Al content is preferably 5.0% by mass or less, more preferably 4.0% by mass or less, and particularly preferably 3.5% by mass or less. An example of an intermetallic compound is Ni 3 (Al, Ti).
［チタン（Ｔｉ）］
Ｔｉは、Ｎｉと反応する。この反応により、金属間化合物が析出する。この金属間化合物は、強度に寄与する。この金属間化合物はさらに、結晶粒の微細化にも寄与する。これらの観点から、Ｔｉの含有率は０．３０質量％以上が好ましく、０．３５質量％以上がより好ましく、０．４０質量％以上が特に好ましい。過剰のＴｉは、加工性を阻害する。過剰のＴｉを含む合金は、高価である。加工性及びコストの観点から、Ｔｉの含有率は１．００質量％以下が好ましく、０．８０質量％以下がより好ましく、０．６５質量％以下が特に好ましい。金属間化合物の一例は、Ｎｉ３（Ａｌ，Ｔｉ）である。
[Titanium (Ti)]
Ti reacts with Ni. This reaction precipitates an intermetallic compound. This intermetallic compound contributes to strength. This intermetallic compound also contributes to refinement of crystal grains. From these points of view, the Ti content is preferably 0.30% by mass or more, more preferably 0.35% by mass or more, and particularly preferably 0.40% by mass or more. Excessive Ti impairs workability. Alloys containing excess Ti are expensive. From the viewpoint of workability and cost, the Ti content is preferably 1.00% by mass or less, more preferably 0.80% by mass or less, and particularly preferably 0.65% by mass or less. An example of an intermetallic compound is Ni 3 (Al, Ti).
［硫黄（Ｓ）］
Ｎｉ－Ｃｕ合金が、不純物以外のＳを含まないことが好ましい。不純物としてのＳの含有率は、０．００１質量％以上である。熱間加工性の観点から、Ｓの含有率は０．０１０質量％以下が好ましく、０．００８質量％以下がより好ましく、０．００５質量％以下が特に好ましい。
[Sulfur (S)]
It is preferable that the Ni—Cu alloy does not contain S other than impurities. The content of S as an impurity is 0.001% by mass or more. From the viewpoint of hot workability, the S content is preferably 0.010% by mass or less, more preferably 0.008% by mass or less, and particularly preferably 0.005% by mass or less.
［酸素（Ｏ）］
Ｎｉ－Ｃｕ合金が、不純物以外のＯを含まないことが好ましい。不純物としてのＯの含有率（質量基準）は、１ｐｐｍ以上である。熱間加工性及び冷間加工性の観点から、Ｏの含有率は５０ｐｐｍ以下が好ましく、４５ｐｐｍ以下がより好ましく、４０ｐｐｍ以下が特に好ましい。
[oxygen (O)]
It is preferable that the Ni—Cu alloy does not contain O other than impurities. The content of O as an impurity (based on mass) is 1 ppm or more. From the viewpoint of hot workability and cold workability, the O content is preferably 50 ppm or less, more preferably 45 ppm or less, and particularly preferably 40 ppm or less.
［窒素（Ｎ）］
Ｎは、他の元素と反応して窒化物を形成する。この窒化物は、結晶粒の粗大化を抑制する。この窒化物は、合金の靱性に寄与する。これらの観点から、Ｎの含有率（質量基準）は５ｐｐｍ以上が好ましく、１０ｐｐｍ以上がより好ましく、１５ｐｐｍ以上が特に好ましい。Ｎが過剰であると、粗大な窒化物が生成する。粗大な窒化物はＮｉ－Ｃｕ合金の靱性を阻害し、従って冷間加工性を阻害する。冷間加工性の観点から、Ｎの含有率は１００ｐｐｍ以下が好ましく、９０ｐｐｍ以下がより好ましく、８０ｐｐｍ以下が特に好ましい。
[Nitrogen (N)]
N reacts with other elements to form nitrides. This nitride suppresses coarsening of crystal grains. This nitride contributes to the toughness of the alloy. From these points of view, the N content (mass basis) is preferably 5 ppm or more, more preferably 10 ppm or more, and particularly preferably 15 ppm or more. Excessive N produces coarse nitrides. Coarse nitrides impair the toughness of Ni--Cu alloys and thus impair cold workability. From the viewpoint of cold workability, the N content is preferably 100 ppm or less, more preferably 90 ppm or less, and particularly preferably 80 ppm or less.
［マグネシウム（Ｍｇ）］
Ｍｇは、脱酸能力及び脱硫能力に優れる。Ｍｇは、Ｓと化合物を形成する。この化合物を含むＮｉ－Ｃｕ合金では、マトリックス中のＳ量が小さい。この合金では、Ｓの粒界への偏析が抑制される。この合金は、熱間加工性に優れる。この観点から、Ｍｇの含有率（質量基準）は５０ｐｐｍ以上が好ましく、７０ｐｐｍ以上がより好ましく、１００ｐｐｍ以上が特に好ましい。Ｍｇが過剰であると、ＭｇとＮｉとの化合物が多量に形成される。この化合物は低融点であり、Ｎｉ－Ｃｕ合金の熱間加工性を阻害する。熱間加工性の観点から、Ｍｇの含有率は３００ｐｐｍ以下が好ましく、２７０ｐｐｍ以下がより好ましく、２５０ｐｐｍ以下が特に好ましい。
[Magnesium (Mg)]
Mg is excellent in deoxidizing ability and desulfurizing ability. Mg forms compounds with S. The Ni—Cu alloy containing this compound has a small amount of S in the matrix. In this alloy, segregation of S to grain boundaries is suppressed. This alloy has excellent hot workability. From this point of view, the content of Mg (based on mass) is preferably 50 ppm or more, more preferably 70 ppm or more, and particularly preferably 100 ppm or more. Excess Mg results in the formation of large amounts of Mg and Ni compounds. This compound has a low melting point and impairs the hot workability of Ni--Cu alloys. From the viewpoint of hot workability, the Mg content is preferably 300 ppm or less, more preferably 270 ppm or less, and particularly preferably 250 ppm or less.
［カルシウム（Ｃａ）］
Ｃａは、脱酸能力及び脱硫能力に優れる。Ｃａは、Ｓと化合物を形成する。この化合物を含むＮｉ－Ｃｕ合金では、マトリックス中のＳ量が小さい。この合金では、Ｓの粒界への偏析が抑制される。この合金は、熱間加工性に優れる。この観点から、Ｃａの含有率（質量基準）は２ｐｐｍ以上が好ましく、５ｐｐｍ以上がより好ましく、１０ｐｐｍ以上が特に好ましい。Ｃａが過剰であると、ＣａとＮｉとの化合物が多量に形成される。この化合物は低融点であり、Ｎｉ－Ｃｕ合金の熱間加工性を阻害する。熱間加工性の観点から、Ｃａの含有率は１００ｐｐｍ以下が好ましく、９０ｐｐｍ以下がより好ましく、８０ｐｐｍ以下が特に好ましい。
[Calcium (Ca)]
Ca is excellent in deoxidizing ability and desulfurizing ability. Ca forms a compound with S. The Ni—Cu alloy containing this compound has a small amount of S in the matrix. In this alloy, segregation of S to grain boundaries is suppressed. This alloy has excellent hot workability. From this point of view, the Ca content (mass basis) is preferably 2 ppm or more, more preferably 5 ppm or more, and particularly preferably 10 ppm or more. Excessive Ca results in the formation of large amounts of Ca-Ni compounds. This compound has a low melting point and impairs the hot workability of Ni--Cu alloys. From the viewpoint of hot workability, the Ca content is preferably 100 ppm or less, more preferably 90 ppm or less, and particularly preferably 80 ppm or less.
［ホウ素（Ｂ）］
Ｂは、粒界に偏析する。Ｂにより、有害元素の粒界偏析が阻止され、粒界が強化される。Ｂはさらに、粒界炭化物を微細化する。Ｂを含むＮｉ－Ｃｕ合金は、熱間加工性に優れる。この観点から、Ｂの含有率（質量基準）は５ｐｐｍ以上が好ましく、１０ｐｐｍ以上がより好ましく、１２ｐｐｍ以上が特に好ましい。Ｂは、Ｎｉ－Ｃｕ合金の融点を降下させる。過剰のＢを含むＮｉ－Ｃｕ合金は、熱間加工性に劣る。熱間加工性の観点から、Ｂの含有率は５０ｐｐｍ以下が好ましく、４０ｐｐｍ以下がより好ましく、３０ｐｐｍ以下が特に好ましい。
[boron (B)]
B segregates at grain boundaries. B prevents grain boundary segregation of harmful elements and strengthens grain boundaries. B further refines grain boundary carbides. Ni—Cu alloys containing B are excellent in hot workability. From this point of view, the B content (mass basis) is preferably 5 ppm or more, more preferably 10 ppm or more, and particularly preferably 12 ppm or more. B lowers the melting point of the Ni--Cu alloy. Ni—Cu alloys containing excess B have poor hot workability. From the viewpoint of hot workability, the B content is preferably 50 ppm or less, more preferably 40 ppm or less, and particularly preferably 30 ppm or less.
［残部］
このＮｉ－Ｃｕ合金の残部は、Ｎｉ及び不可避的不純物である。合金の強度、耐食性及び加工性の観点から、Ｎｉの含有率は５０質量％以上８０質量％以下が好ましく、６０質量％以上７０質量％以下が好ましい。
[Remainder]
The balance of this Ni--Cu alloy is Ni and incidental impurities. From the viewpoint of the strength, corrosion resistance and workability of the alloy, the Ni content is preferably 50% by mass or more and 80% by mass or less, and preferably 60% by mass or more and 70% by mass or less.
［ニオブ（Ｎｂ）、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）］
Ｎｉ－Ｃｕ合金が、Ｎｂ、Ｖ及びＷからなる群から選択された１種又は２種以上を含有してもよい。Ｎｂ、Ｖ及びＷのそれぞれは、Ｃと結合して炭化物を形成する。この炭化物は、結晶粒の微細化、及びＮｉ－Ｃｕ合金の強度に寄与しうる。この観点から、Ｎｂ、Ｖ及びＷの合計含有率は０．０２０質量％以上が好ましく、０．２００質量％以上がより好ましく、０．４００質量％以上が特に好ましい。Ｎｂ、Ｖ及びＷが過剰であると、粗大な炭化物が生じる。この炭化物は、冷間加工時の割れを誘発する。冷間加工性の観点から、Ｎｂ、Ｖ及びＷの合計含有率は２．０００質量％以下が好ましく、１．５００質量％以下がより好ましく、１．０００質量％以下が特に好ましい。
[niobium (Nb), vanadium (V), tungsten (W)]
The Ni—Cu alloy may contain one or more selected from the group consisting of Nb, V and W. Each of Nb, V and W combines with C to form carbides. This carbide can contribute to grain refinement and strength of the Ni—Cu alloy. From this viewpoint, the total content of Nb, V and W is preferably 0.020% by mass or more, more preferably 0.200% by mass or more, and particularly preferably 0.400% by mass or more. Excessive amounts of Nb, V and W lead to coarse carbides. This carbide induces cracking during cold working. From the viewpoint of cold workability, the total content of Nb, V and W is preferably 2.000% by mass or less, more preferably 1.500% by mass or less, and particularly preferably 1.000% by mass or less.
Ｎｉ－Ｃｕ合金における、平均結晶粒径ｄとＴ断面積ｓとの比（ｄ／ｓ）は、０．１０／ｍ以下が好ましい。比（ｄ／ｓ）が０．１０／ｍ以下であるＮｉ－Ｃｕ合金では、加工時の割れが生じにくい。このＮｉ－Ｃｕ合金は、熱間加工性及び冷間加工性に優れる。この観点から、比（ｄ／ｓ）は０．０９／ｍ以下がより好ましく、０．０８／ｍ以下が特に好ましい。 In the Ni—Cu alloy, the ratio (d/s) between the average crystal grain size d and the T cross-sectional area s is preferably 0.10/m or less. Ni—Cu alloys having a ratio (d/s) of 0.10/m or less are less likely to crack during working. This Ni--Cu alloy is excellent in hot workability and cold workability. From this point of view, the ratio (d/s) is more preferably 0.09/m or less, particularly preferably 0.08/m or less.
平均結晶粒径ｄは、線分法にて算出される。Ｔ断面積ｓは、長手方向に対して垂直な断面の面積である。 The average crystal grain size d is calculated by the linear segment method. The T cross-sectional area s is the area of the cross section perpendicular to the longitudinal direction.
以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。 The effects of the present invention will be clarified by examples below, but the present invention should not be construed in a limited manner based on the description of these examples.
［実施例１］
原料を真空誘電溶解炉にて溶融し、この原料からインゴットを得た。このインゴットに熱間鍛造を施した。この熱間鍛造のときのインゴットの温度は、１１００℃から１２００℃であった。この熱間鍛造により、その材質が実施例１に係るＮｉ－Ｃｕ合金であり、直径が２０ｍｍである丸棒を得た。この丸棒の組成が、下記の表１に示されている。
[Example 1]
The raw material was melted in a vacuum dielectric melting furnace, and an ingot was obtained from this raw material. This ingot was subjected to hot forging. The temperature of the ingot during this hot forging was 1100°C to 1200°C. Through this hot forging, a round bar whose material is the Ni—Cu alloy according to Example 1 and whose diameter is 20 mm was obtained. The composition of this round bar is shown in Table 1 below.
［実施例２－２４及び比較例２５－４５］
組成を下記の表１－３に示されるように調製した他は実施例１と同様にして、丸棒を得た。
[Examples 2-24 and Comparative Examples 25-45]
A round bar was obtained in the same manner as in Example 1, except that the composition was prepared as shown in Tables 1-3 below.
［引張り試験］
前述の丸棒を、５９５℃から４８０℃まで炉冷した。この炉冷の冷却速度は、１０℃／ｈｒから１５℃／ｈｒであった。さらにこの丸棒を、４８０℃から空冷した。この空冷は、時効処理に相当する。この丸棒から、試験片（ＪＩＳ １４Ａ）を切り出した。この試験片の平行部の径は、６ｍｍであった。この試験片を、常温での引張り試験に供し、引張強さを測定した。引張強さが１０００Ｎ／ｍｍ２以上である合金の格付けを「Ａ」とし、引張強さが１０００Ｎ／ｍｍ２未満である合金の格付けを「Ｂ」とした。この結果が、下記の表１－３に示されている。
[Tensile test]
The aforementioned round bar was furnace cooled from 595°C to 480°C. The cooling rate of this furnace cooling was 10° C./hr to 15° C./hr. Furthermore, this round bar was air-cooled from 480°C. This air cooling corresponds to aging treatment. A test piece (JIS 14A) was cut out from this round bar. The diameter of the parallel portion of this test piece was 6 mm. This test piece was subjected to a tensile test at room temperature to measure the tensile strength. An alloy with a tensile strength of 1000 N/mm 2 or more was rated "A", and an alloy with a tensile strength of less than 1000 N/mm 2 was rated "B". The results are shown in Tables 1-3 below.
［熱間加工性］
前述の引張り試験における格付けがＡである丸棒から、試験片を切り出した。この試験片では、直径は８ｍｍであり、長さは１００ｍｍであった。この試験片を、グリーブル試験機による引張り試験に供し、１１００℃における絞り率を測定した。絞り率が７０％以上である合金の格付けを「Ａ」とし、絞り率が７０％未満である合金の格付けを「Ｂ」とした。この結果が、下記の表１－３に示されている。
[Hot workability]
A test piece was cut from a round bar rated A in the tensile test described above. The specimen had a diameter of 8 mm and a length of 100 mm. This test piece was subjected to a tensile test using a Gleeble tester to measure the reduction ratio at 1100°C. An alloy with a reduction rate of 70% or more was rated "A", and an alloy with a reduction rate of less than 70% was rated "B". The results are shown in Tables 1-3 below.
［冷間加工性］
前述の熱間加工性試験における格付けがＡである丸棒を、冷間据え込み試験に供した。この試験での加工率は、７０％であった。加工後の合金の表面を、目視で観察した。疵及び割れがない合金の格付けを「Ａ」とし、疵又は割れがある合金の格付けを「Ｂ」とした。この結果が、下記の表１－３に示されている。
[Cold workability]
A round bar rated as A in the hot workability test described above was subjected to a cold upsetting test. The processing rate in this test was 70%. The surface of the alloy after working was visually observed. An alloy with no flaws or cracks was rated "A", and an alloy with flaws or cracks was rated "B". The results are shown in Tables 1-3 below.
表１及び２に示される通り、各実施例の合金は、強度、熱間加工性及び冷間加工性の全てに優れる。 As shown in Tables 1 and 2, the alloys of each example are excellent in strength, hot workability and cold workability.
比較例２５の合金では、比（ｄ／ｓ）が大きい。従ってこの合金は、熱間加工性に劣る。 The alloy of Comparative Example 25 has a large ratio (d/s). Therefore, this alloy is inferior in hot workability.
比較例２６の合金では、Ｃの含有率が少ない。従ってこの合金は、強度に劣る。 The alloy of Comparative Example 26 has a low C content. This alloy is therefore inferior in strength.
比較例２７の合金では、Ｃ量の含有率が多い。この合金では、粗大炭化物が形成される。従ってこの合金は、冷間加工性に劣る。 The alloy of Comparative Example 27 has a high C content. In this alloy coarse carbides are formed. Therefore, this alloy has poor cold workability.
比較例２８の合金では、Ｓｉの含有率が多い。従ってこの合金は、冷間加工性に劣る。 The alloy of Comparative Example 28 has a large Si content. Therefore, this alloy has poor cold workability.
比較例２９の合金では、Ｍｎの含有率が多い。この合金が再加熱されると、異常酸化が生じる。従ってこの合金は、熱間加工性に劣る。 The alloy of Comparative Example 29 has a high Mn content. Abnormal oxidation occurs when the alloy is reheated. Therefore, this alloy is inferior in hot workability.
比較例３０の合金では、Ｓの含有率が多い。従ってこの合金は、熱間加工性に劣る。 The alloy of Comparative Example 30 has a large S content. Therefore, this alloy is inferior in hot workability.
比較例３１の合金では、Ｃｕの含有率が少ない。従ってこの合金は、強度に劣る。 The alloy of Comparative Example 31 has a low Cu content. This alloy is therefore inferior in strength.
比較例３２の合金では、Ｃｕの含有率が多い。従ってこの合金は、熱間加工性に劣る。 The alloy of Comparative Example 32 has a large Cu content. Therefore, this alloy is inferior in hot workability.
比較例３３の合金では、Ａｌの含有率が少ない。この合金の結晶粒は、粗大である。従ってこの合金は、強度に劣る。 The alloy of Comparative Example 33 has a low Al content. The grains of this alloy are coarse. This alloy is therefore inferior in strength.
比較例３４の合金では、Ａｌの含有率が多い。従ってこの合金は、熱間加工性に劣る。 The alloy of Comparative Example 34 has a high Al content. Therefore, this alloy is inferior in hot workability.
比較例３５の合金では、Ｔｉの含有率が少ない。この合金の結晶粒は、粗大である。従ってこの合金は、強度に劣る。 The alloy of Comparative Example 35 has a low Ti content. The grains of this alloy are coarse. This alloy is therefore inferior in strength.
比較例３６の合金では、Ｔｉの含有率が多い。従ってこの合金は、冷間加工性に劣る。 The alloy of Comparative Example 36 has a large Ti content. Therefore, this alloy has poor cold workability.
比較例３７の合金では、Ｍｇの含有率が多い。この合金では、ＭｇとＮｉとの化合物が形成される。この化合物の融点は、低い。従ってこの合金は、熱間加工性に劣る。 The alloy of Comparative Example 37 has a high content of Mg. In this alloy, a compound of Mg and Ni is formed. The melting point of this compound is low. Therefore, this alloy is inferior in hot workability.
比較例３８の合金では、Ｃａの含有率が多い。この合金では、ＣａとＮｉとの化合物が形成される。この化合物の融点は、低い。従ってこの合金は、熱間加工性に劣る。 The alloy of Comparative Example 38 has a large Ca content. In this alloy, a compound of Ca and Ni is formed. The melting point of this compound is low. Therefore, this alloy is inferior in hot workability.
比較例３９の合金では、Ｂの含有率が多い。この合金の融点は、低い。従ってこの合金は、熱間加工性に劣る。 The alloy of Comparative Example 39 has a large B content. The melting point of this alloy is low. Therefore, this alloy is inferior in hot workability.
比較例４０の合金では、Ｏの含有率が多い。従ってこの合金は、熱間加工性に劣る。 The alloy of Comparative Example 40 has a large O content. Therefore, this alloy is inferior in hot workability.
比較例４１の合金では、Ｎの含有率が多い。この合金では、粗大な窒化物が形成される。従ってこの合金は、冷間加工性に劣る。 The alloy of Comparative Example 41 has a large N content. Coarse nitrides are formed in this alloy. Therefore, this alloy has poor cold workability.
比較例４２の合金では、Ｃｕの含有率が少ない。従ってこの合金は、強度に劣る。 The alloy of Comparative Example 42 has a low Cu content. This alloy is therefore inferior in strength.
比較例４３の合金では、Ｍｇの含有率が多い。この合金では、ＭｇとＮｉとの化合物が形成される。この化合物の融点は、低い。従ってこの合金は、熱間加工性に劣る。 The alloy of Comparative Example 43 has a high content of Mg. In this alloy, a compound of Mg and Ni is formed. The melting point of this compound is low. Therefore, this alloy is inferior in hot workability.
比較例４４の合金では、Ｎｂの含有率が多い。この合金では、粗大炭化物が形成される。従ってこの合金は、冷間加工性に劣る。 The alloy of Comparative Example 44 has a large Nb content. In this alloy coarse carbides are formed. Therefore, this alloy has poor cold workability.
比較例４５の合金では、平均結晶粒径ｄとＴ断面積ｓの比（ｄ／ｓ）が大きい。従ってこの合金は、熱間加工性に劣る。 The alloy of Comparative Example 45 has a large ratio (d/s) between the average grain size d and the T cross-sectional area s. Therefore, this alloy is inferior in hot workability.
以上の評価結果から、本発明の優位性は明らかである。 From the above evaluation results, the superiority of the present invention is clear.
本発明に係るＮｉ－Ｃｕ合金は、化学プラントに適している。このＮｉ－Ｃｕ合金は、化学プラント以外の種々の用途にも、適している。 The Ni--Cu alloy according to the invention is suitable for chemical plants. This Ni--Cu alloy is also suitable for various applications other than chemical plants.
Claims (2)
上記Ｎｉ－Ｃｕ合金が、
Ｃｕ：２０．０質量％以上４０．０質量％以下、
Ｃ：０．０５質量％以上０．２５質量％以下、
Ｓｉ：２．０質量％以下、
Ｍｎ：１．５質量％以下、
Ａｌ：１．０質量％以上５．０質量％以下、
Ｔｉ：０．３０質量％以上１．００質量％以下、
Ｓ：０．０１０質量％以下、
Ｏ：５０ｐｐｍ以下、
Ｎ：１００ｐｐｍ以下、
Ｍｇ：３００ｐｐｍ以下、
Ｃａ：１００ｐｐｍ以下、
及び
Ｂ：５０ｐｐｍ以下
を含み、残部がＮｉ及び不可避不純物であり、
上記丸棒の、平均結晶粒径と長手方向に対して垂直な断面の面積との比が、０．１０／ｍ以下である、丸棒。 A round bar whose material is a Ni—Cu alloy,
The Ni—Cu alloy is
Cu: 20.0% by mass or more and 40.0% by mass or less,
C: 0.05% by mass or more and 0.25% by mass or less,
Si: 2.0% by mass or less,
Mn: 1.5% by mass or less,
Al: 1.0% by mass or more and 5.0% by mass or less,
Ti: 0.30% by mass or more and 1.00% by mass or less,
S: 0.010% by mass or less,
O: 50 ppm or less,
N: 100 ppm or less,
Mg: 300 ppm or less,
Ca: 100 ppm or less,
and B: 50 ppm or less, the balance being Ni and inevitable impurities,
A round bar, wherein the ratio of the average crystal grain size to the cross-sectional area perpendicular to the longitudinal direction of the round bar is 0.10/m or less.
上記Ｎｉ－Ｃｕ合金が、
Ｃｕ：２０．０質量％以上４０．０質量％以下、
Ｃ：０．０５質量％以上０．２５質量％以下、
Ｓｉ：２．０質量％以下、
Ｍｎ：１．５質量％以下、
Ａｌ：１．０質量％以上５．０質量％以下、
Ｔｉ：０．３０質量％以上１．００質量％以下、
Ｓ：０．０１０質量％以下、
Ｏ：５０ｐｐｍ以下、
Ｎ：１００ｐｐｍ以下、
Ｍｇ：３００ｐｐｍ以下、
Ｃａ：１００ｐｐｍ以下、
Ｂ：５０ｐｐｍ以下
及び
Ｎｂ、Ｖ及びＷからなる群から選択された１種又は２種以上：１．０００質量％以下
を含み、残部がＮｉ及び不可避不純物であり、
上記丸棒の、平均結晶粒径と長手方向に対して垂直な断面の面積との比が、０．１０／ｍ以下である、丸棒。 A round bar whose material is a Ni—Cu alloy,
The Ni—Cu alloy is
Cu: 20.0% by mass or more and 40.0% by mass or less,
C: 0.05% by mass or more and 0.25% by mass or less,
Si: 2.0% by mass or less,
Mn: 1.5% by mass or less,
Al: 1.0% by mass or more and 5.0% by mass or less,
Ti: 0.30% by mass or more and 1.00% by mass or less,
S: 0.010% by mass or less,
O: 50 ppm or less,
N: 100 ppm or less,
Mg: 300 ppm or less,
Ca: 100 ppm or less,
B: 50 ppm or less and one or more selected from the group consisting of Nb, V and W: 1.000% by mass or less, the balance being Ni and inevitable impurities,
A round bar, wherein the ratio of the average crystal grain size to the cross-sectional area perpendicular to the longitudinal direction of the round bar is 0.10/m or less.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018244249A JP7194012B2 (en) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | Ni-Cu alloy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018244249A JP7194012B2 (en) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | Ni-Cu alloy |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020105565A JP2020105565A (en) | 2020-07-09 |
| JP7194012B2 true JP7194012B2 (en) | 2022-12-21 |
Family
ID=71450521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018244249A Active JP7194012B2 (en) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | Ni-Cu alloy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7194012B2 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005023346A (en) | 2003-06-30 | 2005-01-27 | Nippon Yakin Kogyo Co Ltd | METHOD OF REFINING Ni BASED ALLOY HAVING EXCELLENT HOT WORKABILITY |
| JP2006063395A (en) | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Nippon Yakin Kogyo Co Ltd | Ni-Cu-Al ALLOY HAVING LOW REHEATING-CRACK SENSITIVITY AND SUPERIOR HOT WORKABILITY |
| JP2007186728A (en) | 2006-01-11 | 2007-07-26 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Metallic material having excellent workability and metal dusting resistance |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0723524B2 (en) * | 1984-11-14 | 1995-03-15 | 住友金属工業株式会社 | Hot working method for Cu-containing Ni-based alloy |
| JPH04329843A (en) * | 1991-05-01 | 1992-11-18 | Daido Steel Co Ltd | Manufacture of high strength nickel alloy resisting against seawater corrosion |
-
2018
- 2018-12-27 JP JP2018244249A patent/JP7194012B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005023346A (en) | 2003-06-30 | 2005-01-27 | Nippon Yakin Kogyo Co Ltd | METHOD OF REFINING Ni BASED ALLOY HAVING EXCELLENT HOT WORKABILITY |
| JP2006063395A (en) | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Nippon Yakin Kogyo Co Ltd | Ni-Cu-Al ALLOY HAVING LOW REHEATING-CRACK SENSITIVITY AND SUPERIOR HOT WORKABILITY |
| JP2007186728A (en) | 2006-01-11 | 2007-07-26 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Metallic material having excellent workability and metal dusting resistance |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2020105565A (en) | 2020-07-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4803174B2 (en) | Austenitic stainless steel | |
| JP3838216B2 (en) | Austenitic stainless steel | |
| JP6032881B2 (en) | Hot mold steel | |
| KR100545301B1 (en) | A ferritic-austenitic steel alloy | |
| JP4939741B2 (en) | near β type titanium alloy | |
| JPH02200756A (en) | High strength heat resisting steel excellent in workability | |
| RU2383649C2 (en) | Precipitation hardening steel (versions) and item out of steel (versions) | |
| JP6965938B2 (en) | Austenitic Stainless Steel Welded Metals and Welded Structures | |
| JP6955322B2 (en) | Austenitic heat-resistant steel with excellent workability, high-temperature strength and toughness after aging | |
| JP4264411B2 (en) | High strength α + β type titanium alloy | |
| JP6547599B2 (en) | Austenitic heat resistant steel | |
| JP4502131B2 (en) | Duplex stainless steel with excellent hot workability | |
| JP2016060961A (en) | High-speed tool steel having high toughness and softening resistance | |
| JP4972972B2 (en) | Ni-based alloy | |
| WO2019069998A1 (en) | Austenitic stainless steel | |
| JP3424599B2 (en) | Austenitic stainless steel with excellent hot workability | |
| JP6690359B2 (en) | Austenitic heat-resistant alloy member and method for manufacturing the same | |
| JP7194012B2 (en) | Ni-Cu alloy | |
| JP6795038B2 (en) | Austenitic heat-resistant alloy and welded joints using it | |
| JP6638552B2 (en) | Welding material for austenitic heat-resistant steel | |
| JP6747207B2 (en) | Ni-based heat-resistant alloy member | |
| JP2018131654A (en) | Hot work tool steel having excellent toughness and softening resistance | |
| RU76647U1 (en) | SHAFT (OPTIONS) | |
| JP2716937B2 (en) | High corrosion resistant austenitic stainless steel with excellent hot workability | |
| JP6627662B2 (en) | Austenitic stainless steel |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211011 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220930 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221004 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221101 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20221115 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221209 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7194012 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |