JPH0819511B2 - 大型超合金材の製造方法 - Google Patents
大型超合金材の製造方法Info
- Publication number
- JPH0819511B2 JPH0819511B2 JP3016084A JP1608491A JPH0819511B2 JP H0819511 B2 JPH0819511 B2 JP H0819511B2 JP 3016084 A JP3016084 A JP 3016084A JP 1608491 A JP1608491 A JP 1608491A JP H0819511 B2 JPH0819511 B2 JP H0819511B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- superalloy
- holding
- pores
- manufacturing
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Forging (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、超合金からなる鋳造
材を高温に保持して、特性を劣化させる金属間化合物や
偏析を拡散均質化させて、組織良好な超合金材を製造す
る、大型超合金材の製造方法に関するものである。
材を高温に保持して、特性を劣化させる金属間化合物や
偏析を拡散均質化させて、組織良好な超合金材を製造す
る、大型超合金材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、Ｆe −Ｎi 基およびＮi
基などの超合金は、オーステナイト相に微細な金属間化
合物を析出させることによって強度を向上させた材料で
あり、高温および低温での強度に優れた性質を有してい
る。したがって、ガスタービンとして超高温で使用され
たり、超電導材として超低温で使用されるなどの用途に
利用されている。この超合金の製造過程では、一般に、
各種鋳造法によって鋳造した後に、鍛錬効果を有する鍛
造、圧延などの加工を行っている。
基などの超合金は、オーステナイト相に微細な金属間化
合物を析出させることによって強度を向上させた材料で
あり、高温および低温での強度に優れた性質を有してい
る。したがって、ガスタービンとして超高温で使用され
たり、超電導材として超低温で使用されるなどの用途に
利用されている。この超合金の製造過程では、一般に、
各種鋳造法によって鋳造した後に、鍛錬効果を有する鍛
造、圧延などの加工を行っている。
【０００３】前記鋳造工程では、凝固過程で、樹枝状偏
析が生じ、また、共晶系の金属間化合物が生成して諸特
性を劣化させる。これら生成物は、特に、大型材を鋳造
する際に顕著に現われることが知られている。そこで、
従来は、鍛錬工程前に、超合金の組成に応じて、鋳造材
を１１００〜１３００℃に加熱して、所定の時間（例え
ば数十時間）保持して拡散均質化する処理を行ってお
り、その後、徐冷して鍛錬工程に供している。
析が生じ、また、共晶系の金属間化合物が生成して諸特
性を劣化させる。これら生成物は、特に、大型材を鋳造
する際に顕著に現われることが知られている。そこで、
従来は、鍛錬工程前に、超合金の組成に応じて、鋳造材
を１１００〜１３００℃に加熱して、所定の時間（例え
ば数十時間）保持して拡散均質化する処理を行ってお
り、その後、徐冷して鍛錬工程に供している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、鋳造時に体積
分率の大きな金属間化合物が生成されていると、拡散均
質化に付随してポアが生成されやすく、加工性を低下さ
せる。この加工性の低下は、高強度の超合金において
は、後の加工時に大きな障害となるものであり、特に大
型部材では、前記したように共晶形金属間化合物などが
顕著に形成されるので、障害はさらに増大する。
分率の大きな金属間化合物が生成されていると、拡散均
質化に付随してポアが生成されやすく、加工性を低下さ
せる。この加工性の低下は、高強度の超合金において
は、後の加工時に大きな障害となるものであり、特に大
型部材では、前記したように共晶形金属間化合物などが
顕著に形成されるので、障害はさらに増大する。
【０００５】上記ポアを抑制するために、拡散均質化
を、従来よりも低い温度で行うことも考えられるが、有
効な拡散均質効果を得るためには、長時間をかけて処理
を行う必要があり、能率が悪く、工業性に欠ける問題が
ある。したがって、従来は、上記課題（ポアの存在）を
抱えたままで、処理を行っているのが現状である。
を、従来よりも低い温度で行うことも考えられるが、有
効な拡散均質効果を得るためには、長時間をかけて処理
を行う必要があり、能率が悪く、工業性に欠ける問題が
ある。したがって、従来は、上記課題（ポアの存在）を
抱えたままで、処理を行っているのが現状である。
【０００６】しかし、従来、上記処理によって製造され
ている超合金材は、比較的小型のものであるので、加工
性の低下は、加工工程における工夫などで対処可能であ
るが、本願出願人が応用を図っているような大型な部材
では、加工の困難性が著しくて、加工時の工夫・対処で
は、解決は困難である。
ている超合金材は、比較的小型のものであるので、加工
性の低下は、加工工程における工夫などで対処可能であ
るが、本願出願人が応用を図っているような大型な部材
では、加工の困難性が著しくて、加工時の工夫・対処で
は、解決は困難である。
【０００７】この発明は、上記事情を背景としてなされ
たものであり、超合金鋳造材を、ポアの発生を有効に防
止した状態で、能率よく拡散均質化して、組織清浄な超
合金材を製造する製造方法を提供するものである。
たものであり、超合金鋳造材を、ポアの発生を有効に防
止した状態で、能率よく拡散均質化して、組織清浄な超
合金材を製造する製造方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願発明は、超合金鋳造材を、組成に応じて１１０
０〜１３００℃の温度に保持して、拡散均質化熱処理を
施して超合金材を製造する製造方法において、上記温度
範囲内にある最終温度よりも１５０〜２００℃低い開始
温度で上記鋳造材を保持し、さらに、最終温度よりも２
０〜６０℃低い中間温度で鋳造材を保持した後、最終温
度で保持して拡散均質化することを特徴とする。
め、本願発明は、超合金鋳造材を、組成に応じて１１０
０〜１３００℃の温度に保持して、拡散均質化熱処理を
施して超合金材を製造する製造方法において、上記温度
範囲内にある最終温度よりも１５０〜２００℃低い開始
温度で上記鋳造材を保持し、さらに、最終温度よりも２
０〜６０℃低い中間温度で鋳造材を保持した後、最終温
度で保持して拡散均質化することを特徴とする。
【０００９】
【００１０】ここで本願発明が応用される超合金は、合
金成分を多量に添加して超耐熱性、耐食性、極低温性等
を向上させたものであり、基本成分としてＦｅ，Ｎｉま
たはＣｏを含有するＦｅ基、Ｆｅ−Ｎｉ基、Ｎｉ基また
はＣｏ基合金が示される。なお、この超合金鋳造材の鋳
造方法も特に限定されるものではない。
金成分を多量に添加して超耐熱性、耐食性、極低温性等
を向上させたものであり、基本成分としてＦｅ，Ｎｉま
たはＣｏを含有するＦｅ基、Ｆｅ−Ｎｉ基、Ｎｉ基また
はＣｏ基合金が示される。なお、この超合金鋳造材の鋳
造方法も特に限定されるものではない。
【００１１】なお、従来、超合金鋳造材を拡散均質化す
る際には、その組成に従って、１１００〜１３００℃の
範囲内で選択された最適な温度で処理を行っている。本
発明における最終温度は、この最適温度を目標とするも
のではあるが、これに制約されるものではなく、最適温
度より高い温度または低い温度を最終温度とすることも
できる。
る際には、その組成に従って、１１００〜１３００℃の
範囲内で選択された最適な温度で処理を行っている。本
発明における最終温度は、この最適温度を目標とするも
のではあるが、これに制約されるものではなく、最適温
度より高い温度または低い温度を最終温度とすることも
できる。
【００１２】
【００１３】
【作用】すなわち、本発明によれば、開始温度の保持に
よって、共晶系金属間化合物を不安定化させ、若干の拡
散均質化がなされる。また、新たな相が析出して、体積
膨張する。この体積膨張によって、ポアを充填するの
で、後の保持でもポアの生成を抑制する。また、開始温
度の保持によって樹枝状偏析を拡散させる作用も得られ
る。この開始温度は、前記範囲の下限未満では、所望以
外の相が析出してしまい、特性に悪影響を与える。ま
た、共晶系金属間化合物が安定して、拡散均質化が期待
できない。また、上限を超えると、ポアが活発に生成さ
れる。したがって、開始温度を発明の範囲内に定めた。
よって、共晶系金属間化合物を不安定化させ、若干の拡
散均質化がなされる。また、新たな相が析出して、体積
膨張する。この体積膨張によって、ポアを充填するの
で、後の保持でもポアの生成を抑制する。また、開始温
度の保持によって樹枝状偏析を拡散させる作用も得られ
る。この開始温度は、前記範囲の下限未満では、所望以
外の相が析出してしまい、特性に悪影響を与える。ま
た、共晶系金属間化合物が安定して、拡散均質化が期待
できない。また、上限を超えると、ポアが活発に生成さ
れる。したがって、開始温度を発明の範囲内に定めた。
【００１４】上記開始温度での保持に続いて、中間の保
持を行うことにより、上記作用が、さらに向上し、ポア
の発生が有効に抑えられた状態で、特に樹枝状偏析の拡
散が有効に行われる。この中間保持を前記した温度範囲
の下限未満で行えば、作用の向上は僅かで、作業が煩雑
になる。また、温度範囲の上限を超えるとポアの生成が
活発になる。したがって前記範囲の温度で保持すること
が必要であり、中間温度での保持を行わないまま最終温
度での保持を行うとポアの生成抑制効果は十分に得られ
ない。なお、この中間保持の実行により、全体の処理時
間を短縮することができる。
持を行うことにより、上記作用が、さらに向上し、ポア
の発生が有効に抑えられた状態で、特に樹枝状偏析の拡
散が有効に行われる。この中間保持を前記した温度範囲
の下限未満で行えば、作用の向上は僅かで、作業が煩雑
になる。また、温度範囲の上限を超えるとポアの生成が
活発になる。したがって前記範囲の温度で保持すること
が必要であり、中間温度での保持を行わないまま最終温
度での保持を行うとポアの生成抑制効果は十分に得られ
ない。なお、この中間保持の実行により、全体の処理時
間を短縮することができる。
【００１５】次いで、最終保持によって、ポアの生成が
抑制された状態で、共晶系金属間化合物が溶解し、拡散
する。この最終保持では、ポアの生成が有効に抑制され
ているので、従来最適とされていた保持温度よりも高い
温度で保持することもでき、保持時間を短縮して能率を
向上させる効果がある。
抑制された状態で、共晶系金属間化合物が溶解し、拡散
する。この最終保持では、ポアの生成が有効に抑制され
ているので、従来最適とされていた保持温度よりも高い
温度で保持することもでき、保持時間を短縮して能率を
向上させる効果がある。
【００１６】
【実施例】以下に、この発明の実施例を、比較例と比較
しつつ、説明する。先ず、表１に示す組成を有するＦe
ーＮi 基超合金（インコネル７０６合金：商標名）を、
真空高周波溶解炉で溶解し、これを電極として、エレク
トロスラグ再溶解法によって、径１ｍの鋼塊（超合金鋳
造材）を溶製した。この鋼塊の１／４Ｒ位置から、試料
を採取した。
しつつ、説明する。先ず、表１に示す組成を有するＦe
ーＮi 基超合金（インコネル７０６合金：商標名）を、
真空高周波溶解炉で溶解し、これを電極として、エレク
トロスラグ再溶解法によって、径１ｍの鋼塊（超合金鋳
造材）を溶製した。この鋼塊の１／４Ｒ位置から、試料
を採取した。
【００１７】
【表１】
【００１８】次いで、各試料を加熱炉内に収納し、表２
に示す条件で拡散均質化処理を行った。なお、表中、実
施例は、開始温度（９８０℃）で、保持した後、中間温
度（１１２５℃）で保持を行い、さらに最終温度（１１
７５℃）で保持したものである。 また、比較例Ａは、
一定の温度で保持した従来法であり、比較例Ｂは、低温
で保持したものであり、比較例Ｃ、Ｄは低温で保持した
後、高温で保持したものである。
に示す条件で拡散均質化処理を行った。なお、表中、実
施例は、開始温度（９８０℃）で、保持した後、中間温
度（１１２５℃）で保持を行い、さらに最終温度（１１
７５℃）で保持したものである。 また、比較例Ａは、
一定の温度で保持した従来法であり、比較例Ｂは、低温
で保持したものであり、比較例Ｃ、Ｄは低温で保持した
後、高温で保持したものである。
【００１９】
【表２】
【００２０】前記熱処理後に、各試料を炉内で徐冷して
超合金材を得た。得られた超合金材の拡散均質化効果を
調べるために、各超合金材組織における共晶系金属間化
合物の拡散状態ならびにポア生成について観察した。具
体的には、光学顕微鏡観察を行い、点算法によって面積
率を測定した。その結果は表３に示すとおりである。
超合金材を得た。得られた超合金材の拡散均質化効果を
調べるために、各超合金材組織における共晶系金属間化
合物の拡散状態ならびにポア生成について観察した。具
体的には、光学顕微鏡観察を行い、点算法によって面積
率を測定した。その結果は表３に示すとおりである。
【００２１】
【表３】
【００２２】表３に示すように、従来の方法によって、
拡散均質化処理を施した超合金材（比較例Ａ）では、ポ
アの増加が認められた。また、低温で処理を施した超合
金材（比較例Ｂ）では、拡散効果は殆ど認められなかっ
た。さらに、比較例Ｃは実施例Ａに比べて長時間の処理
を行ったものの、ポアの発生効果で実施例Ａよりも劣っ
ており、また比較例Ｄは、ポアの抑制効果が不十分であ
った。これに対し、本願発明によって処理した超合金材
（実施例Ａ）は、共晶系金属間化合物が良好に拡散して
おり、また、ポアの発生も極めて僅かであった。
拡散均質化処理を施した超合金材（比較例Ａ）では、ポ
アの増加が認められた。また、低温で処理を施した超合
金材（比較例Ｂ）では、拡散効果は殆ど認められなかっ
た。さらに、比較例Ｃは実施例Ａに比べて長時間の処理
を行ったものの、ポアの発生効果で実施例Ａよりも劣っ
ており、また比較例Ｄは、ポアの抑制効果が不十分であ
った。これに対し、本願発明によって処理した超合金材
（実施例Ａ）は、共晶系金属間化合物が良好に拡散して
おり、また、ポアの発生も極めて僅かであった。
【００２３】上記各超合金材（比較例Ｂを除く）を鍛造
したところ、比較例Ａ，Ｃ，Ｄの超合金材では、加工性
が悪く、鍛造後の組織も良質ではなかった。これに対
し、実施例Ａの超合金材は、鍛造加工も容易であり、鍛
造後の組織も健全であった。
したところ、比較例Ａ，Ｃ，Ｄの超合金材では、加工性
が悪く、鍛造後の組織も良質ではなかった。これに対
し、実施例Ａの超合金材は、鍛造加工も容易であり、鍛
造後の組織も健全であった。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
拡散均質化を、最終温度よりも低い温度で開始して、中
間温度および最終温度で３段階に加熱保持するものとし
たので、ポアの発生を有効に抑制して、共晶系金属間化
合物や偏析などを能率よく拡散均質化することができ
る。したがって、加工性の低下を防止することができ、
次工程である鍛錬などの加工を容易に行うことができ、
十分な鍛錬効果が得られることと相まって、健全な組織
を有する超合金材を能率よく製造することができる。ま
た、ポア生成による障害が大きいと考えられる大型材の
課題を確実に解消できるので、大型超合金材の応用を拡
大させる効果もある。
拡散均質化を、最終温度よりも低い温度で開始して、中
間温度および最終温度で３段階に加熱保持するものとし
たので、ポアの発生を有効に抑制して、共晶系金属間化
合物や偏析などを能率よく拡散均質化することができ
る。したがって、加工性の低下を防止することができ、
次工程である鍛錬などの加工を容易に行うことができ、
十分な鍛錬効果が得られることと相まって、健全な組織
を有する超合金材を能率よく製造することができる。ま
た、ポア生成による障害が大きいと考えられる大型材の
課題を確実に解消できるので、大型超合金材の応用を拡
大させる効果もある。
【図１】 比較例Ｃ，Ｄのヒートパターンを示すグラフ
である。
である。
【図２】 実施例Ａのヒートパターンを示すグラフであ
る。
る。
【図３】比較例Ａ、Ｂのヒートパターンを示すグラフで
ある。
ある。
Claims (1)
- 【請求項１】 超合金鋳造材を、組成に応じて１１００
〜１３００℃の温度に保持して、拡散均質化熱処理を施
して超合金材を製造する製造方法において、上記温度範
囲内にある最終温度よりも１５０〜２００℃低い開始温
度で上記鋳造材を保持し、さらに、最終温度よりも２０
〜６０℃低い中間温度で鋳造材を保持した後、最終温度
で保持して拡散均質化することを特徴とする大型超合金
材の製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3016084A JPH0819511B2 (ja) | 1991-01-14 | 1991-01-14 | 大型超合金材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3016084A JPH0819511B2 (ja) | 1991-01-14 | 1991-01-14 | 大型超合金材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04236747A JPH04236747A (ja) | 1992-08-25 |
| JPH0819511B2 true JPH0819511B2 (ja) | 1996-02-28 |
Family
ID=11906682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3016084A Expired - Lifetime JPH0819511B2 (ja) | 1991-01-14 | 1991-01-14 | 大型超合金材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0819511B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5019184A (en) * | 1989-04-14 | 1991-05-28 | Inco Alloys International, Inc. | Corrosion-resistant nickel-chromium-molybdenum alloys |
-
1991
- 1991-01-14 JP JP3016084A patent/JPH0819511B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04236747A (ja) | 1992-08-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107250416B (zh) | Ni基超耐热合金的制造方法 | |
| JP5652730B1 (ja) | Ｎｉ基超耐熱合金及びその製造方法 | |
| CN107427897B (zh) | Ni基超耐热合金的制造方法 | |
| RU2361009C2 (ru) | Сплавы на основе никеля и способы термической обработки сплавов на основе никеля | |
| JP5299610B2 (ja) | Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ三元系合金材の製造方法 | |
| US11718897B2 (en) | Precipitation hardenable cobalt-nickel base superalloy and article made therefrom | |
| JP4264926B2 (ja) | 析出強化型Ｃｏ−Ｎｉ基耐熱合金の製造方法 | |
| JP5994951B2 (ja) | Ｆｅ−Ｎｉ基超耐熱合金の製造方法 | |
| JP4382269B2 (ja) | 耐高温硫化腐食性に優れたＮｉ基合金の製造方法 | |
| JP6315319B2 (ja) | Ｆｅ−Ｎｉ基超耐熱合金の製造方法 | |
| JP2013220472A (ja) | Ａｌ−Ｃｕ系アルミニウム合金鍛造品 | |
| Shafiee et al. | Development and microstructural characterization of a new wrought high entropy superalloy | |
| JP2014070230A (ja) | Ｎｉ基超耐熱合金の製造方法 | |
| JP2007084903A (ja) | Ｎｉ３（Ｓｉ，Ｔｉ）系箔及びその製造方法 | |
| WO2017170433A1 (ja) | Ｎｉ基超耐熱合金の製造方法 | |
| JP3861712B2 (ja) | Ｃｕ基合金、及びこれを用いた高強度高熱伝導性の鍛造物の製造方法 | |
| JP2003034853A (ja) | Ｎｉ基合金の熱処理方法 | |
| JPH0819511B2 (ja) | 大型超合金材の製造方法 | |
| JP2003306736A (ja) | ニオブシリサイド系複合材料およびその製造方法 | |
| JP2015059239A (ja) | Ｎｉ基超耐熱合金の分塊用中間素材及びその製造方法、Ｎｉ基超耐熱合金の製造方法 | |
| CN113430472B (zh) | 一种用于镍基变形高温合金的脉冲电流固溶处理技术 | |
| JP2001152277A (ja) | Ｃｏ基合金およびその製造方法 | |
| JP3049567B2 (ja) | Ｎｉ基耐熱合金素材の製造方法 | |
| JP2023184086A (ja) | Ｎｉ基合金部材の製造方法 | |
| JPH06192805A (ja) | 加工性の優れたＴｉ−Ａｌ基合金材の製法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090228 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100228 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100228 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110228 Year of fee payment: 15 |