JPH04191353A - Ｎｉ基耐熱合金素材の製造方法 - Google Patents
Ｎｉ基耐熱合金素材の製造方法Info
- Publication number
- JPH04191353A JPH04191353A JP31980490A JP31980490A JPH04191353A JP H04191353 A JPH04191353 A JP H04191353A JP 31980490 A JP31980490 A JP 31980490A JP 31980490 A JP31980490 A JP 31980490A JP H04191353 A JPH04191353 A JP H04191353A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- weight
- billet
- grain size
- less
- coarse
- 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.)
- Granted
Links
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000007730 finishing process Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- 229910000846 In alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000011362 coarse particle Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Forging (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
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】
（産業上の利用分野）
本発明はＮｉ基耐熱合金素材の製造方法に関し、更に詳
しくは、Ｎｉ基耐熱合金素材か大型形状であっても、そ
の金属組織を内部まで微細化するためのＮｉ基耐熱合金
素材の製造方法に関する。
しくは、Ｎｉ基耐熱合金素材か大型形状であっても、そ
の金属組織を内部まで微細化するためのＮｉ基耐熱合金
素材の製造方法に関する。
（従来の技術）
Ｎｉ基耐熱合金は６５０℃以上の高温下においても優れ
た機械的特性を維持する材料であり、ガスタービンの分
野などに使用されている。
た機械的特性を維持する材料であり、ガスタービンの分
野などに使用されている。
この材料は、概ね、所望組成のＮｉ基耐熱合金を真空誘
導溶解や真空アーク溶解などの方法で溶製し、そのイン
ゴットに所望の鍛練比で通常複数回の分塊鍛造あるいは
圧延をおこなってビレットを製造し、そのビレットに型
打鍛造などの仕上げ加工を行ったのち、熱処理を施して
製造されている。
導溶解や真空アーク溶解などの方法で溶製し、そのイン
ゴットに所望の鍛練比で通常複数回の分塊鍛造あるいは
圧延をおこなってビレットを製造し、そのビレットに型
打鍛造などの仕上げ加工を行ったのち、熱処理を施して
製造されている。
（発明が解決しようとする課題）
ところで、Ｎｉ基合金は、その再結晶温度が一般に高く
難加工性の材料である。そのため、インゴットに対して
は、小刻みに鍛練比をとりながら加工するのが通例であ
る。
難加工性の材料である。そのため、インゴットに対して
は、小刻みに鍛練比をとりながら加工するのが通例であ
る。
その結果、表層部付近の鋳造組織は破壊されるか中心部
にいくほとその組織は破壊されにくいという問題が生ず
る。
にいくほとその組織は破壊されにくいという問題が生ず
る。
このような鍛練の状態で再結晶処理を施したビレットの
場合、表層部は微細粒の組織になるか、しかし中心部で
は粗大粒の組織になってしまう。
場合、表層部は微細粒の組織になるか、しかし中心部で
は粗大粒の組織になってしまう。
そして、このビレットに仕上げ鍛造を施したとしても、
中心部の粗大粒を細粒にすることは非常に困難である。
中心部の粗大粒を細粒にすることは非常に困難である。
とりわけ、インゴットが大型になると、上記した傾向は
顕著に発現するようになり、時には、ビレットの中心部
に巨大な粗粒か発生する。
顕著に発現するようになり、時には、ビレットの中心部
に巨大な粗粒か発生する。
このような巨大粒は型打鍛造時のデッドゾーンにあると
殆ど解消せずにそのまま残存し、材料の疲労やクリープ
強度などの機械的特性の低下を引き起こしてしまう。
殆ど解消せずにそのまま残存し、材料の疲労やクリープ
強度などの機械的特性の低下を引き起こしてしまう。
本発明はこのような問題を解決し、大型のサイズの材料
であっても、その中心部に巨大粒か存在せず、中心部ま
で均一なミクロ組織のＮ１基耐熱合金素材を製造する方
法の提供を目的とする。
であっても、その中心部に巨大粒か存在せず、中心部ま
で均一なミクロ組織のＮ１基耐熱合金素材を製造する方
法の提供を目的とする。
（課題を解決するための手段・作用）
上記した問題を解決するために、本発明においては、Ｃ
・０．２重量％以下、Ｓｉ：１重量％以下。
・０．２重量％以下、Ｓｉ：１重量％以下。
Ｍｎ：２重量％以下、Ｃｒ：１３〜２５重量％。
Ｔｉ：５重量％以下、Ａｌ・５重量％以下、残部：Ｎｉ
を必須成分とするＮｉ基耐熱合金のインゴットに１２０
０°Ｃ以上の温度で加工率３０％以上の熱間加工を施し
てビレットを得る工程（以下、第１工程という）、得ら
れたビレットに熱処理を加えて、前記ビレットの粒組織
を１．Ｊ Ｉ Ｓ ０５５１で規定する結晶粒度番号が
１番以上の再結晶粒から成る整粗粒組織にする工程（以
下、第２工程という）、および、前記処理品を１１００
〜１１６０℃に加熱し加工率３０％以上の仕上げ加工を
施す工程（以下、第３工程という）：を必須の工程とし
て備えていることを特徴とするＮｉ基耐熱合金素材の製
造方法が提供される。
を必須成分とするＮｉ基耐熱合金のインゴットに１２０
０°Ｃ以上の温度で加工率３０％以上の熱間加工を施し
てビレットを得る工程（以下、第１工程という）、得ら
れたビレットに熱処理を加えて、前記ビレットの粒組織
を１．Ｊ Ｉ Ｓ ０５５１で規定する結晶粒度番号が
１番以上の再結晶粒から成る整粗粒組織にする工程（以
下、第２工程という）、および、前記処理品を１１００
〜１１６０℃に加熱し加工率３０％以上の仕上げ加工を
施す工程（以下、第３工程という）：を必須の工程とし
て備えていることを特徴とするＮｉ基耐熱合金素材の製
造方法が提供される。
まず、第１の工程は、インゴットの鋳造組織を破壊する
ためであると同時に、この工程に続けて行う第２の工程
において、後述するように、粗粒ではあるがその粒径が
整っている整粗粒組織をビレットの中心部に成長させる
ことを目的として行われる。
ためであると同時に、この工程に続けて行う第２の工程
において、後述するように、粗粒ではあるがその粒径が
整っている整粗粒組織をビレットの中心部に成長させる
ことを目的として行われる。
この第１の工程では、まず、上記した組成のＮｉ基合金
が常法によって溶製され、それからインゴットが製造さ
れる。
が常法によって溶製され、それからインゴットが製造さ
れる。
合金において、Ｃは高温における延性向上に寄与する成
分であるが、しかしあまり多量に含有させると熱間加工
性を損なうことになるのでその上限値は０．２重量％と
する。
分であるが、しかしあまり多量に含有させると熱間加工
性を損なうことになるのでその上限値は０．２重量％と
する。
Ｓｉは溶製における脱酸に寄与する成分であるが、しか
しあまり多量に含有させると延性を損なうことになるの
でその上限値は１重量％とする。
しあまり多量に含有させると延性を損なうことになるの
でその上限値は１重量％とする。
Ｍｎは合金の溶製における脱酸に寄与し、また熱間加工
性を高めるための成分であるが、しかしあまり多量に含
有させると、熱間加工性および金属組織的安定性を損な
うという問題が生ずるのでその上限値は２重量％とする
。
性を高めるための成分であるが、しかしあまり多量に含
有させると、熱間加工性および金属組織的安定性を損な
うという問題が生ずるのでその上限値は２重量％とする
。
Ｃｒは合金の耐酸化性や耐熱性を高めるための成分であ
る。その含有量が１３重量％未満の場合は耐酸化性や耐
熱性が損なわれ、また２５重量％を超えると熱間加工性
や組織的安定性を損なうことになるので、その含有量は
１３〜２５重量％にする。
る。その含有量が１３重量％未満の場合は耐酸化性や耐
熱性が損なわれ、また２５重量％を超えると熱間加工性
や組織的安定性を損なうことになるので、その含有量は
１３〜２５重量％にする。
Ｔ ｉ、 Ａ Ｉはいずれも、ベースであるＮ１との間
で金属間化合物Ｎｉ３（Ｔｉ、Ａ１）を生成して合金の
析出強化に寄与する成分であるか、しかしあまり多量に
含有させると、熱間加工性が損なわれるので、その含有
量の上限はいずれも５重量％とする。
で金属間化合物Ｎｉ３（Ｔｉ、Ａ１）を生成して合金の
析出強化に寄与する成分であるか、しかしあまり多量に
含有させると、熱間加工性が損なわれるので、その含有
量の上限はいずれも５重量％とする。
本発明に用いる合金は、更に、Ｎｂ ： ５重量％以下
、Ｗ：１０重量％以下、Ｍｏ：２０重量％以下、Ｃｏ：
３０重量％以下の１種または２種以上が含有されていて
もよい。これらの成分を含有させると、高温における強
度を向上させることができる。
、Ｗ：１０重量％以下、Ｍｏ：２０重量％以下、Ｃｏ：
３０重量％以下の１種または２種以上が含有されていて
もよい。これらの成分を含有させると、高温における強
度を向上させることができる。
また、Ｂ、 Ｚｒ、 Ｈｆ、 Ｍｇ、 Ｙ、希土類元
素などが数％以下含有されていてもよい。
素などが数％以下含有されていてもよい。
インゴットの熱間加工は、温度１２００℃以上。
加工率３０％以上の条件下で行われる。
上記条件を満たさない熱間加工を行った場合には、第２
の工程において、ビレット中心部まで、再結晶によって
整粗粒組織を成長させることかできず、結局は、仕上げ
加工を行っても中心部までを微細粒のミクロ組織にする
ことが困難になる。
の工程において、ビレット中心部まで、再結晶によって
整粗粒組織を成長させることかできず、結局は、仕上げ
加工を行っても中心部までを微細粒のミクロ組織にする
ことが困難になる。
第２の工程は、第１の工程で得られたビレットに熱処理
を施して、その中心部までを粗粒ではあるがその粒径が
整っている組織にすることを目的として行われる。
を施して、その中心部までを粗粒ではあるがその粒径が
整っている組織にすることを目的として行われる。
また、整粗粒組織とは、Ｊ Ｉ ＳＧ０５５１で規定す
る結晶粒度番号が１番以上である結晶粒から成る組織の
ことをいう。
る結晶粒度番号が１番以上である結晶粒から成る組織の
ことをいう。
中心部がこのような組織になっていると、次の第３の工
程で仕上げ加工を行うと、各粗粒が微細に破壊され、中
心部を微細粒が集合するミクロ組織にすることができる
。
程で仕上げ加工を行うと、各粗粒が微細に破壊され、中
心部を微細粒が集合するミクロ組織にすることができる
。
この整粗粒組織を得るためには、第１の工程で得られた
ビレットを加熱炉の中で再加熱して、その中心部を１２
００℃の温度で３０分以上保持する熱処理が施される。
ビレットを加熱炉の中で再加熱して、その中心部を１２
００℃の温度で３０分以上保持する熱処理が施される。
中心部温度を１２００℃未満であるような熱処理を行う
と、再結晶が充分進行せず中心部に巨大な粗粒を残存さ
せてしまう。
と、再結晶が充分進行せず中心部に巨大な粗粒を残存さ
せてしまう。
このような処理が施されることによって、ビレットの表
層部側の再結晶粒も温度上昇に伴って若干粗大になって
いくが、そのこと以上に中心部の巨大な粗粒は細粒化し
ていくので、全体としては比較的均一な組織のビレット
になる。
層部側の再結晶粒も温度上昇に伴って若干粗大になって
いくが、そのこと以上に中心部の巨大な粗粒は細粒化し
ていくので、全体としては比較的均一な組織のビレット
になる。
第３の工程は、第２の工程で得られた処理品に仕上鍛造
あるいは圧延を施して、前記整粗粒組織を破壊して微細
粒組織にすることを目的として行われる。
あるいは圧延を施して、前記整粗粒組織を破壊して微細
粒組織にすることを目的として行われる。
このときの加工温度は１１００℃〜１６００℃の範囲に
管理し、また、加工率は３０％以上とする。
管理し、また、加工率は３０％以上とする。
加工温度を１１６０℃より高くすると、加工によって整
粗粒組織の破壊が進行したとしても、得られた細粒が再
び粗粒に成長してい（過程も同時に起こり、整粗粒組織
の破壊を目的とする仕上げ加工の意味がなくなってしま
う。また、加工温度を１１００℃より低くすると、仕上
げ加工の過程でワレ、カケなどの不都合が起こりはじめ
る。
粗粒組織の破壊が進行したとしても、得られた細粒が再
び粗粒に成長してい（過程も同時に起こり、整粗粒組織
の破壊を目的とする仕上げ加工の意味がなくなってしま
う。また、加工温度を１１００℃より低くすると、仕上
げ加工の過程でワレ、カケなどの不都合が起こりはじめ
る。
更に、加工率が３０％より小さい場合は、整粗粒組織が
充分に破壊されず、良好なミクロ組織を得ることができ
ない。
充分に破壊されず、良好なミクロ組織を得ることができ
ない。
（発明の実施例）
Ｃ： ０．０２重量％、Ｓｉ：０．０２重量％、 Ｍｎ
：０．０１重量％、 Ｐ ： ０．００３重量％、
Ｓ ： ０．０００４重量％、Ｃｕ：０．０１重量％、
Ｃｒ：１９．５２重量％、Ｍｏ：４．１７重量％、Ｃｏ
：１３．１５重量％、Ｔｉ：３．１２重量％、Ａｉ’：
１．４７重量％。
：０．０１重量％、 Ｐ ： ０．００３重量％、
Ｓ ： ０．０００４重量％、Ｃｕ：０．０１重量％、
Ｃｒ：１９．５２重量％、Ｍｏ：４．１７重量％、Ｃｏ
：１３．１５重量％、Ｔｉ：３．１２重量％、Ａｉ’：
１．４７重量％。
Ｆｅ：０．３３重量％、Ｂ：０．００３重量％、Ｚｒ：
０．０４６を量％、Ｎｉ ：ｂａｌから成るＮｉ基合金
を溶製し、そのインゴット（直径４２０ｍｍ）に、１２
００℃の温度で加工率３０％の熱間鍛造を行い、ついで
、得られた鍛造品を１２００℃の均熱炉の中に１５時間
保持した。
０．０４６を量％、Ｎｉ ：ｂａｌから成るＮｉ基合金
を溶製し、そのインゴット（直径４２０ｍｍ）に、１２
００℃の温度で加工率３０％の熱間鍛造を行い、ついで
、得られた鍛造品を１２００℃の均熱炉の中に１５時間
保持した。
熱処理後の鍛造品を輪切りにし、その中心部の再結晶組
織を観察したところ、結晶粒度番号は１〜２の整粗粒組
織になっていた。ちなみに、前記鍛造品を１１６０℃で
１時間均熱して、その中心部の組織を観察したところ、
結晶粒度番号が−ｌ〜−４程度の巨大な粗粒が認められ
、しかもこれは長手方向に存在していた。
織を観察したところ、結晶粒度番号は１〜２の整粗粒組
織になっていた。ちなみに、前記鍛造品を１１６０℃で
１時間均熱して、その中心部の組織を観察したところ、
結晶粒度番号が−ｌ〜−４程度の巨大な粗粒が認められ
、しかもこれは長手方向に存在していた。
その後、熱処理したビレットに１１６０℃の温度で加工
率４０％の仕上鍛造を行い、その中心部の組織を観察し
た。巨大な粗粒は全く認められず、中心部の結晶粒度番
号は３〜５の範囲内にあった。
率４０％の仕上鍛造を行い、その中心部の組織を観察し
た。巨大な粗粒は全く認められず、中心部の結晶粒度番
号は３〜５の範囲内にあった。
（発明の効果）
以上の説明で明らかなように、本発明方法によれば、中
心部に巨大粒が存在せず、結晶粒度番号が３以上の均一
なミクロ組織を有する大型形状のＮｉ基耐熱合金素材を
製造することができる。したがって、本発明方法は、例
えば、産業用大型ガスタービンのディスク素材を製造す
る方法としてその工業的価値は大である。
心部に巨大粒が存在せず、結晶粒度番号が３以上の均一
なミクロ組織を有する大型形状のＮｉ基耐熱合金素材を
製造することができる。したがって、本発明方法は、例
えば、産業用大型ガスタービンのディスク素材を製造す
る方法としてその工業的価値は大である。
Claims (1)
- Ｃ：０．２重量％以下、Ｓｉ：１重量％以下、Ｍｎ：２
重量％以下、Ｃｒ：１３〜２５重量％、Ｔｉ：５重量％
以下、Ａｌ：５重量％以下、残部：Ｎｉを必須成分とす
るＮｉ基耐熱合金のインゴットに１２００℃以上の温度
で加工率３０％以上の熱間加工を施してビレットを得る
工程；得られたビレットに熱処理を加えて、前記ビレッ
トの粒組織を、ＪＩＳＧ０５５１で規定する結晶粒度番
号が１番以上の再結晶粒から成る整粗粒組織にする工程
；および、前記処理品を１１００〜１１６０℃に加熱し
加工率３０％以上の仕上げ加工を施す工程；を必須の工
程として備えていることを特徴とするＮｉ基耐熱合金素
材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2319804A JP3049567B2 (ja) | 1990-11-22 | 1990-11-22 | Ｎｉ基耐熱合金素材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2319804A JP3049567B2 (ja) | 1990-11-22 | 1990-11-22 | Ｎｉ基耐熱合金素材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04191353A true JPH04191353A (ja) | 1992-07-09 |
| JP3049567B2 JP3049567B2 (ja) | 2000-06-05 |
Family
ID=18114381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2319804A Expired - Fee Related JP3049567B2 (ja) | 1990-11-22 | 1990-11-22 | Ｎｉ基耐熱合金素材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3049567B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013095949A (ja) * | 2011-10-31 | 2013-05-20 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | オーステナイト系耐熱合金 |
-
1990
- 1990-11-22 JP JP2319804A patent/JP3049567B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013095949A (ja) * | 2011-10-31 | 2013-05-20 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | オーステナイト系耐熱合金 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3049567B2 (ja) | 2000-06-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6150192B2 (ja) | Ｎｉ基超耐熱合金の製造方法 | |
| EP2770081B1 (en) | Nickel-base alloys and methods of heat treating nickel base alloys | |
| EP0361524B1 (en) | Ni-base superalloy and method for producing the same | |
| JP5398123B2 (ja) | ニッケル系合金 | |
| JP5652730B1 (ja) | Ｎｉ基超耐熱合金及びその製造方法 | |
| EP3327158B1 (en) | Method for producing ni-based superalloy material | |
| US10344367B2 (en) | Method for producing Ni-based superalloy material | |
| WO2020195049A1 (ja) | Ｎｉ基超耐熱合金の製造方法およびＮｉ基超耐熱合金 | |
| EP3526357B1 (en) | High temperature, damage tolerant superalloy, an article of manufacture made from the alloy, and process for making the alloy | |
| JP6315319B2 (ja) | Ｆｅ−Ｎｉ基超耐熱合金の製造方法 | |
| KR100187794B1 (ko) | 초합금의 단조 방법 | |
| JP2965841B2 (ja) | Ｎｉ基超合金鍛造品の製造方法 | |
| JPH0138848B2 (ja) | ||
| JP3369627B2 (ja) | 微細結晶粒超耐熱合金部材の製造方法 | |
| JP7375489B2 (ja) | Ｎｉ基耐熱合金素材の製造方法 | |
| JPH03193850A (ja) | 微細針状組織をなすチタンおよびチタン合金の製造方法 | |
| CN114929912A (zh) | 镍基超合金 | |
| JPS6220847A (ja) | 微細結晶粒を有する金属材料とその製造方法 | |
| WO2020235203A1 (ja) | ＴｉＡｌ合金の製造方法及びＴｉＡｌ合金 | |
| JPH04191353A (ja) | Ｎｉ基耐熱合金素材の製造方法 | |
| JPH0461057B2 (ja) | ||
| JPH0364435A (ja) | Ｎｉ基超合金の鍛造方法 | |
| JPH04235261A (ja) | Ｃｏ基合金素材の製造方法 | |
| JPS6323263B2 (ja) | ||
| JPH08311626A (ja) | 超合金材の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |