JPS60261682A - チタンクラツド鋼材およびその製造方法 - Google Patents
チタンクラツド鋼材およびその製造方法Info
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- JPS60261682A JPS60261682A JP11962684A JP11962684A JPS60261682A JP S60261682 A JPS60261682 A JP S60261682A JP 11962684 A JP11962684 A JP 11962684A JP 11962684 A JP11962684 A JP 11962684A JP S60261682 A JPS60261682 A JP S60261682A
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- layer
- clad steel
- steel
- intermediate layer
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/22—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded
- B23K20/227—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded with ferrous layer
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Laminated Bodies (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、母材としての鋼材と合せ材としてのチタン材
とから成るチタンクラッド鋼材およびその製造方法に関
する。
とから成るチタンクラッド鋼材およびその製造方法に関
する。
（従来の技術）
異種金属を層状に積面して一体化した、いわゆるクラッ
ド材は単独の金属では得られない性質を打し、素材それ
ぞれの優れた特性を兼ね備えかつそれぞれの欠点を補い
合い、そして安価であるなどの理由から広く使用されて
いる。なかでも、チタン−鋼のクラツド材はチタンの優
れた耐食性が利用できること、クラツド化によるチタン
材の使用量の少量化によって製造コストの低下が図れる
こと等の見地から技術上および経済上重要である。
ド材は単独の金属では得られない性質を打し、素材それ
ぞれの優れた特性を兼ね備えかつそれぞれの欠点を補い
合い、そして安価であるなどの理由から広く使用されて
いる。なかでも、チタン−鋼のクラツド材はチタンの優
れた耐食性が利用できること、クラツド化によるチタン
材の使用量の少量化によって製造コストの低下が図れる
こと等の見地から技術上および経済上重要である。
（発明が解決しようとする問題点）
チタン−鋼のクラツド材、すなわちチタンクラッド鋼材
、特にチタンクラッド鋼材を製造する各種方法のうち、
いわゆる圧延法あるいは爆着圧延法といわれる方法にあ
っては、母材と合せ材との間に種々の金属中間層を配置
させて接合する方法が提案されている。しかしながら、
もろい金属間化合物がチタン材と鋼材との間に介在させ
る金属中間層に形成され、これがチタンクラッド鋼の材
質劣化をもたらすという問題点があり、また、例えば、
上記金属中間層として、銅を単独に使用する方法にあっ
ては、母材鋼と銅のヌレ性および母材鋼への銅の拡散に
よる母材鋼の劣化等の問題点がある。その他、周囲環境
からの水素および酸素と合せ材としてのチタン材とが反
応して材質劣化を生ずるといった問題点もある。
、特にチタンクラッド鋼材を製造する各種方法のうち、
いわゆる圧延法あるいは爆着圧延法といわれる方法にあ
っては、母材と合せ材との間に種々の金属中間層を配置
させて接合する方法が提案されている。しかしながら、
もろい金属間化合物がチタン材と鋼材との間に介在させ
る金属中間層に形成され、これがチタンクラッド鋼の材
質劣化をもたらすという問題点があり、また、例えば、
上記金属中間層として、銅を単独に使用する方法にあっ
ては、母材鋼と銅のヌレ性および母材鋼への銅の拡散に
よる母材鋼の劣化等の問題点がある。その他、周囲環境
からの水素および酸素と合せ材としてのチタン材とが反
応して材質劣化を生ずるといった問題点もある。
（発明の目的）
よって、本発明の目的は、前述の従来法の問題点を解決
した接合強度のすくれたチタンクラッド鋼材、特にチタ
ンクラッド鋼板およびその製造方法を提供することであ
る。
した接合強度のすくれたチタンクラッド鋼材、特にチタ
ンクラッド鋼板およびその製造方法を提供することであ
る。
（発明の構成）
ここに、本発明の要旨とするところは、母材としての鋼
（］と、合せ材としてのチタン材と、これら両者の対向
面間に圧延接合された金属中間層とから成り、該金属中
間層が母材側に配置したニッケル層、チタンＨ側に配置
したモリブデン層の２層から構成されたことを特徴とす
るチタンクラッド鋼材である。
（］と、合せ材としてのチタン材と、これら両者の対向
面間に圧延接合された金属中間層とから成り、該金属中
間層が母材側に配置したニッケル層、チタンＨ側に配置
したモリブデン層の２層から構成されたことを特徴とす
るチタンクラッド鋼材である。
さらに、本発明は母材としての鋼材と合せ材としてのチ
タン材とで金属中間層を挟持接合してクラッド組立素材
とし、２個の該クラッド組立素材をチタン材側が対向す
るように、剥離剤を介在させて合せ、かつ両性側の鋼材
の全周縁部を密閉してサンドイッチ状クラッド組立体と
なし、該組立体の内部空隙部の排気処理を施した後、得
られた排気済の前記組立体に熱間圧延を加えることから
成り、前記金属中間層は母材側に配置したニッケル層と
チタン材側に配置したモリブデン層との２層から構成し
、かつ前記熱間圧延を６５０〜１０００℃の温度範囲で
行うことを特徴とするチタンクラッド−鋼材の製造方法
である。
タン材とで金属中間層を挟持接合してクラッド組立素材
とし、２個の該クラッド組立素材をチタン材側が対向す
るように、剥離剤を介在させて合せ、かつ両性側の鋼材
の全周縁部を密閉してサンドイッチ状クラッド組立体と
なし、該組立体の内部空隙部の排気処理を施した後、得
られた排気済の前記組立体に熱間圧延を加えることから
成り、前記金属中間層は母材側に配置したニッケル層と
チタン材側に配置したモリブデン層との２層から構成し
、かつ前記熱間圧延を６５０〜１０００℃の温度範囲で
行うことを特徴とするチタンクラッド−鋼材の製造方法
である。
なお、本発明においては、母材と合せ材との間に上記金
属中間層を挟持接合するには、爆着によりこれを行うこ
とが好ましいことである。しかし、他の従来法、例えば
部分的ロウ付け、あるいはスポット溶接によっても行う
ことができる。
属中間層を挟持接合するには、爆着によりこれを行うこ
とが好ましいことである。しかし、他の従来法、例えば
部分的ロウ付け、あるいはスポット溶接によっても行う
ことができる。
本発明は、このように、母材と合せ利との間にモリブデ
ンおよびニッケルを金属中間層として使用することを特
徴とするものであるが、これは鋼とチタンを接合する際
に、モリブデンとニッケルを金属中間層として使用し、
さらに６５０〜１０００℃の温度範囲で熱間圧延をする
ことによって、チタンと鋼との接合性が改善されるとい
う新知見に基づくものである。
ンおよびニッケルを金属中間層として使用することを特
徴とするものであるが、これは鋼とチタンを接合する際
に、モリブデンとニッケルを金属中間層として使用し、
さらに６５０〜１０００℃の温度範囲で熱間圧延をする
ことによって、チタンと鋼との接合性が改善されるとい
う新知見に基づくものである。
このように、本発明にあっては、モリブデン層とニッケ
ル層ととを中間金属層として利用するのであるが、その
場合、モリブデン層はチタン材側に配置することによっ
てチタン材に対する金属中間層のヌレ性を改善して強力
な接合を可能にする。一方、ニッケル層は、母材側に配
置することによって母材に対する金属中間層のヌレ性を
改善して強力な接合を行うとともにこれがモリブデンへ
の母料炭素の拡散に対するバリヤ層として作用し、界面
におけるモリブデン炭化物による劣化を防止する。
ル層ととを中間金属層として利用するのであるが、その
場合、モリブデン層はチタン材側に配置することによっ
てチタン材に対する金属中間層のヌレ性を改善して強力
な接合を可能にする。一方、ニッケル層は、母材側に配
置することによって母材に対する金属中間層のヌレ性を
改善して強力な接合を行うとともにこれがモリブデンへ
の母料炭素の拡散に対するバリヤ層として作用し、界面
におけるモリブデン炭化物による劣化を防止する。
ここに、上記ニッケル層は純ニッケルばかりでなく、ヌ
レ性改善および炭化物生成防止に有効である限り、一般
のニッケル合金をも包含するものである。
レ性改善および炭化物生成防止に有効である限り、一般
のニッケル合金をも包含するものである。
同様にモリブデン層も純モリブデンばかりでなく、ヌレ
性改善に有効である限り、一般のモリブデン合金をも包
含するものである。
性改善に有効である限り、一般のモリブデン合金をも包
含するものである。
なお、上記金属中間層は薄板状、あるいはフォイルもし
くはフィルム状のものであってもよく、可及的に薄いも
のが望ましい。
くはフィルム状のものであってもよく、可及的に薄いも
のが望ましい。
本発明における母材としての調料および合せ利としての
チタン材は、その組成および形状において特に制限され
ることはなく、例えば、従来のチタンクラッド鋼材に用
いられているものであれば良い。
チタン材は、その組成および形状において特に制限され
ることはなく、例えば、従来のチタンクラッド鋼材に用
いられているものであれば良い。
すでに述べたように、本発明の方法においては、母材、
金属中間層および合せ材から成るクラッド組立素材同志
を合せ材（つまりチタン）が対向するように組み立て、
一般には剥離剤を介在させて組み立て、さらに、上記組
立素材の両性側の鋼材同志の全周縁部を密閉して内部空
隙から空気を排気する。、これにより、加熱・圧延時に
おりるチタンと鋼との接合面でのチタンの窒化物および
酸化物の生成が防止され、またチタン材への周囲雰囲気
からのガス吸収も防止され、さらにはこのようにチタン
材の劣化を考慮する必要がないため、通常の鋼材の加熱
・圧延雰囲気と同一条件で熱間圧延できる等の利点があ
る。
金属中間層および合せ材から成るクラッド組立素材同志
を合せ材（つまりチタン）が対向するように組み立て、
一般には剥離剤を介在させて組み立て、さらに、上記組
立素材の両性側の鋼材同志の全周縁部を密閉して内部空
隙から空気を排気する。、これにより、加熱・圧延時に
おりるチタンと鋼との接合面でのチタンの窒化物および
酸化物の生成が防止され、またチタン材への周囲雰囲気
からのガス吸収も防止され、さらにはこのようにチタン
材の劣化を考慮する必要がないため、通常の鋼材の加熱
・圧延雰囲気と同一条件で熱間圧延できる等の利点があ
る。
本発明において圧延温度は６５０℃〜１０００℃の温度
範囲に限定した。この理由は、６５０℃未満では圧延が
回能となり、一方１０００℃を越える温度で圧延を行う
と熱間加工性の悪い中間層のモリブデン層に層切れを生
じた場合、ニッケル層とチタン材とが接合してその間に
チタン−ニッケルの合金層が生じ、この合金層が熔は出
す恐れがあり好ましくない（チタン−ニッケルの合金層
の融点約１０００℃）からである。
範囲に限定した。この理由は、６５０℃未満では圧延が
回能となり、一方１０００℃を越える温度で圧延を行う
と熱間加工性の悪い中間層のモリブデン層に層切れを生
じた場合、ニッケル層とチタン材とが接合してその間に
チタン−ニッケルの合金層が生じ、この合金層が熔は出
す恐れがあり好ましくない（チタン−ニッケルの合金層
の融点約１０００℃）からである。
したがって、圧延温度は６５０〜１０００℃１好ましく
は７５０〜９００℃の温度範囲である。熱間圧延の方法
については従来のものでよく、それによって本発明が特
に制限されるものではない。
は７５０〜９００℃の温度範囲である。熱間圧延の方法
については従来のものでよく、それによって本発明が特
に制限されるものではない。
次に、本発明を添付図面に関連させてさらに詳しく説明
するが、図示例は単に説明のために示すものであって、
本発明が特にそれのみに制限されるものではない。
するが、図示例は単に説明のために示すものであって、
本発明が特にそれのみに制限されるものではない。
第１図は、本発明のチタンクラッド鋼材を示す略式断面
図である。図中、符号１１は合せ材としてのチタン材、
１２は母材としての鋼板、１３はモリブデン層、１４は
ニッケル層の中間金属層をそれぞれ示す。
図である。図中、符号１１は合せ材としてのチタン材、
１２は母材としての鋼板、１３はモリブデン層、１４は
ニッケル層の中間金属層をそれぞれ示す。
すなわち、本発明のチタンクラッド鋼材は、第１図に示
したように、チタン材１１と、鋼板１２と、これらの対
向面間にあってチタン材１１側に薄膜のモリブデン層１
３、鋼板１２側に薄膜のニッケル層１４をそれぞれ配置
して圧延接合した中間金属層とから成るものである。
したように、チタン材１１と、鋼板１２と、これらの対
向面間にあってチタン材１１側に薄膜のモリブデン層１
３、鋼板１２側に薄膜のニッケル層１４をそれぞれ配置
して圧延接合した中間金属層とから成るものである。
第２図は、本発明のチタンクラッド鋼材の型造方法を説
明するためのサンドイッチ状クラッド組立体を示す略式
断面図である。図中、符号２１〜２４は各々第１図の１
１〜１４に対応する。符号２５ば母材の全周縁部密閉の
ための溶接部、２６は当て板ならびに２７は剥離剤を各
々示す。
明するためのサンドイッチ状クラッド組立体を示す略式
断面図である。図中、符号２１〜２４は各々第１図の１
１〜１４に対応する。符号２５ば母材の全周縁部密閉の
ための溶接部、２６は当て板ならびに２７は剥離剤を各
々示す。
すなわち、本発明のチタンクラッド鋼材の型造方法よれ
ば、図示例のように、鋼板２２にはニッケル層２４およ
びモリブデン層２３を介してチタン材２１を、例えば爆
着により予め接合してクラッド組立素材を形成する。こ
のようにして得たクラッド組立素材を２個用意して、チ
タン材側を対向させて配置し、その間に、剥離剤２７と
して、例えば酸化ジルコニウムパウダーを介在させて両
クラッド組立素材をサンドインチ状クラッド組立体とし
、貼着させ、次いで鋼板２２の全周縁部に設けた当て板
２６を利用して溶接部２５を設け、該溶接部２５を経て
内部空隙部を排気した後、６５０〜１０００℃に加熱し
て圧延を行う。放冷後、全周縁部の耳部を切断除去し、
上下２枚のすなわら第１図に示すような片面チタンクラ
ッド鋼板に分離する。
ば、図示例のように、鋼板２２にはニッケル層２４およ
びモリブデン層２３を介してチタン材２１を、例えば爆
着により予め接合してクラッド組立素材を形成する。こ
のようにして得たクラッド組立素材を２個用意して、チ
タン材側を対向させて配置し、その間に、剥離剤２７と
して、例えば酸化ジルコニウムパウダーを介在させて両
クラッド組立素材をサンドインチ状クラッド組立体とし
、貼着させ、次いで鋼板２２の全周縁部に設けた当て板
２６を利用して溶接部２５を設け、該溶接部２５を経て
内部空隙部を排気した後、６５０〜１０００℃に加熱し
て圧延を行う。放冷後、全周縁部の耳部を切断除去し、
上下２枚のすなわら第１図に示すような片面チタンクラ
ッド鋼板に分離する。
以下本発明を実施例によってさらに説明する。
実施例
本発明にかかるチタンクラッド鋼材を第２図に説明する
方法によって製造した。厚相として使用した鋼板および
合ゼ材として使用したチタン板の組成を第１表にまとめ
て示す。ニッケル、モリブデン層としては市■υの純フ
ィルムをそれぞれ使用した。クラッド組立素材は鋼板（
厚さ１２０ｍｍ）、チタン材側に配置したモリブデン層
（厚さ０．０５ｍ１）、母材側に配置したニッケル層（
厚さ０．１１）およびチタン板（厚さ３０ｍｍ）から成
るもので、これを第２図に示すように２個組合せてクラ
ッド組立体とした。このようにしてサンドイッチ状クラ
ッド組立体を構成してから、全周縁部を当て板を使って
溶接により密閉し、内部空隙部を１Ｏ−２Ｔｏｒｒまで
排気した後、８５０℃に加熱して圧延をおこなった。こ
れによりそれぞれ各層の厚さを１２Ｉ、０．００５ａｍ
、Ｏ、Ｏｆｉｎおよび３龍とした。圧延後、得られたチ
タンクラッド鋼板の超音波探傷試験を行ったところ、本
発明に係る方法により製造したチタンクラッド鋼板の接
合部での剥離は全くなかった。なお、それらの機械的特
性については第２表にまとめて示す。試験番号１および
２は本発明方法に従って上述の同し条件で製造したチタ
ンクラッド鋼材の例を示し、両者のデータの差は実験デ
ータのバラツキを示す。同様に試験番号３および４は比
較例として中間金属層としてモリブデン単独層を使用し
、その他の製造条件は本発明方法に従ったチタンクラッ
ド鋼材の製造例を示す。
方法によって製造した。厚相として使用した鋼板および
合ゼ材として使用したチタン板の組成を第１表にまとめ
て示す。ニッケル、モリブデン層としては市■υの純フ
ィルムをそれぞれ使用した。クラッド組立素材は鋼板（
厚さ１２０ｍｍ）、チタン材側に配置したモリブデン層
（厚さ０．０５ｍ１）、母材側に配置したニッケル層（
厚さ０．１１）およびチタン板（厚さ３０ｍｍ）から成
るもので、これを第２図に示すように２個組合せてクラ
ッド組立体とした。このようにしてサンドイッチ状クラ
ッド組立体を構成してから、全周縁部を当て板を使って
溶接により密閉し、内部空隙部を１Ｏ−２Ｔｏｒｒまで
排気した後、８５０℃に加熱して圧延をおこなった。こ
れによりそれぞれ各層の厚さを１２Ｉ、０．００５ａｍ
、Ｏ、Ｏｆｉｎおよび３龍とした。圧延後、得られたチ
タンクラッド鋼板の超音波探傷試験を行ったところ、本
発明に係る方法により製造したチタンクラッド鋼板の接
合部での剥離は全くなかった。なお、それらの機械的特
性については第２表にまとめて示す。試験番号１および
２は本発明方法に従って上述の同し条件で製造したチタ
ンクラッド鋼材の例を示し、両者のデータの差は実験デ
ータのバラツキを示す。同様に試験番号３および４は比
較例として中間金属層としてモリブデン単独層を使用し
、その他の製造条件は本発明方法に従ったチタンクラッ
ド鋼材の製造例を示す。
以上の試験結果より明らかなように、本発明に係るチタ
ンクラッド鋼材は高い接合強度を含む良好な特性を示す
ものである。
ンクラッド鋼材は高い接合強度を含む良好な特性を示す
ものである。
第１図は、本発明のチタンクラッド鋼材の略式断面図；
および 第２図は、本発明におけるサンドイッチ状チタンクラッ
ド組立体の略式断面図である。 １１．２１：合せ材（チタン材） １２．２２：母材（鋼板） １３．２３：中間金属層（モリブデン層）１４．２４：
中間金属層（ニッケル層）出願人住友金属工業株式会社 代理人弁理士広瀬章− ２ 朱１図 ＃２図
および 第２図は、本発明におけるサンドイッチ状チタンクラッ
ド組立体の略式断面図である。 １１．２１：合せ材（チタン材） １２．２２：母材（鋼板） １３．２３：中間金属層（モリブデン層）１４．２４：
中間金属層（ニッケル層）出願人住友金属工業株式会社 代理人弁理士広瀬章− ２ 朱１図 ＃２図
Claims (3)
- （１）母材としての鋼材と、合せ材としてのチタン材と
、これら両者の対向面間に圧延接合された金属中間層と
から成り、該金属中間層が母材側に配置したニッケル層
、チタン材側に配置したモリブデン層の２層から構成さ
れたことを特徴とするチタンクラッド鋼材。 - （２）母材としての鋼材と合せ材としてのチタン材とで
金属中間層を挟持接合してクラッド組立素材とし、２個
の該クラッド組立素材をチタン材側が対向するように、
剥離剤を介在させて合せ、かつ両外側の鋼材の全周縁部
を密閉してサンドイッチ状クラッド組立体となし、該組
立体の内部空隙部の排気処理を施した後、得られた排気
済の前記組立体に熱間圧延を加えることから成り、前記
金属中間層は母材側に配置したニッケル層およびチタン
材側に配置したモリブデン層の２層から構成し、かつ前
記熱間圧延を６５０〜１０００℃の温度範囲で行うこと
を特徴とするチタンクラッド鋼材の製造方法。 - （３）前記金属中間層を母材と合せ材とて挟持接合する
にあたり、これを爆着により行う特許請求の範囲第（２
）項記載のチタンクラッド鋼材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11962684A JPS60261682A (ja) | 1984-06-11 | 1984-06-11 | チタンクラツド鋼材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11962684A JPS60261682A (ja) | 1984-06-11 | 1984-06-11 | チタンクラツド鋼材およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60261682A true JPS60261682A (ja) | 1985-12-24 |
Family
ID=14766098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11962684A Pending JPS60261682A (ja) | 1984-06-11 | 1984-06-11 | チタンクラツド鋼材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60261682A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6368202A (ja) * | 1986-09-10 | 1988-03-28 | Nippon Steel Corp | 高能率スラブ組立方法 |
| JPS6393410A (ja) * | 1986-10-07 | 1988-04-23 | Nippon Steel Corp | 高能率スラブ組立方法 |
| US8025983B2 (en) * | 2008-11-20 | 2011-09-27 | Min Ku Lee | Joining method between Fe-based steels and Ti/Ti-based alloys having joint strength higher than those of base metals by using interlayers and the joints produced using the method |
| CN109127729A (zh) * | 2018-09-20 | 2019-01-04 | 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 | 钛钢复合板制造方法 |
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| JPS56122681A (en) * | 1980-02-29 | 1981-09-26 | Japan Steel Works Ltd:The | Manufacture of titanium or titanium alloy clad steel plate by rolling and pressure welding |
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-
1984
- 1984-06-11 JP JP11962684A patent/JPS60261682A/ja active Pending
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