JPS6323263B2 - - Google Patents
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- JPS6323263B2 JPS6323263B2 JP56033496A JP3349681A JPS6323263B2 JP S6323263 B2 JPS6323263 B2 JP S6323263B2 JP 56033496 A JP56033496 A JP 56033496A JP 3349681 A JP3349681 A JP 3349681A JP S6323263 B2 JPS6323263 B2 JP S6323263B2
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Landscapes
- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
Description
本発明は、耐熱合金とくにFe基およびNi基で
Ti、NbまたはAlの１種、２種または３種を0.2〜
６％含有する合金の製品の改良された製造法に関
する。 たとえばジエツトエンジン用部品のように、耐
熱性と高強度とを要求される機械部品の構成材料
としては、Ni基およびFe基合金が多用されてい
る。実用されている合金の一つの代表に下記の組
成のIncoloy 901がある。 Ｃ：0.10％以下 Si：0.40％以下 Mn：0.50％以下 Ｐ ：0.030％以下 Ｓ：0.030％以下 Ni：40.00〜45.00％ Cr：11.00〜14.00％ Cu：0.50％以下 Mo：5.00〜6.50％ Co：1.0％以下 Ti：2.80〜3.25％ Al：0.35％以下 Ｂ：0.010〜0.020％ Bi：0.00005％以下 Fe：残 余 この種の合金は、鍛造によつて加工品をつく
り、溶体化処理を施して、必要により機械加工仕
上げを行なつて製品とするのが普通である。とこ
ろが実用に当つて、製品に対して低サイクルの応
力が加えられたとき、疲労による破壊のおそれが
あることが、重要な問題として浮び上がつてき
た。この低サイクル疲労特性には双晶組織の存在
が悪影響するといわれており、双晶の生成を極力
おさえた製品をつくることが要求されるに至つ
た。 本発明は上記の要求に答え双晶を僅少にし、か
つ結晶粒も微細にしたFe基およびNi基耐熱合金
製品の製造法を提供することを目的とする。 本発明の製造法は、上記のようにTi、Nbまた
はAlの１種、２種または３種を0.2〜６％含有す
るFeおよびNi基合金を対象とし、これを高度の
動的再結晶を引き起すに足りる高加工度および高
加工温度条件すなわち加工度50％以上、加工温度
1000℃以上で熱間加工し、加工品を800〜1000℃
の温度で熱処理して、応力を除去するとともに、
結晶粒全域に微細な析出物を析出させる処理を施
してから、溶体化処理を行なうことにより、溶体
化処理時に起りやすい結晶粒の粗大化と双晶の生
成を抑制することを特徴とし微細結晶粒で双晶の
少ない良好な金属組織を有する製品が得られる。 Fe基およびNi基合金が、前記Incoloy 901のよ
うなAl、Ti含有合金である場合には、析出物は、
γ′相、η相、およびTi炭窒化物等である。すなわ
ちこの場合には高度の動的再結晶を引き起すに足
りる高加工度、および高加工温度条件で熱間加工
し、さらに前述の析出物を析出させる処理を施す
ことによつて双晶の生成および成長を抑制するこ
とが本発明の原理である。この場合の熱間加工条
件としては、たとえば圧縮歪量60％以上の加工度
を加える場合、油圧プレスにより製品を鍛造する
場合には鍛造終止温度（加工温度）は1080℃以上
が好ましく、またハンマーにより製品を鍛造する
場合には1120℃以上が好ましい。 γ′相、η相およびTi炭窒化物等の析出物の十分
な析出に必要な熱処理は、800〜1000℃の温度に
おいて比較的長時間にわたつて加熱することであ
るが、約915±15℃で８時間程度またはそれ以上
の加熱が最も効果的である。その後の溶体化処理
は従来から採用されている条件に従えばよく、た
とえば980〜1040℃の範囲、代表的には1015℃程
度で２時間加熱すればよい。また時効処理も同様
である。 他のFe基およびNi基耐熱合金においては、上
記の熱間加工条件、熱処理条件および溶体化処理
条件の数値に若干の変更を加えるべきである。し
かし、当業者は、高度の動的再結晶を引き起すに
足りる高加工度および高加工温度の条件下で熱間
加工を行ない、熱処理によつて微細な析出物を析
出させるという原理を実現する方向で多少の実験
を行なうことにより、個々の場合の最適の条件を
容易に見出し得るであろう。 以下に本発明で諸条件を限定した理由を基磁的
な実験のデータをあげて説明する。 まず、従来知られている方法に従つて、下記の
条件で、加熱（20分間）→鍛造（据込み）→空冷
または炉冷→溶体化処理（２時間）の処理を施し
た。
Ti、NbまたはAlの１種、２種または３種を0.2〜
６％含有する合金の製品の改良された製造法に関
する。 たとえばジエツトエンジン用部品のように、耐
熱性と高強度とを要求される機械部品の構成材料
としては、Ni基およびFe基合金が多用されてい
る。実用されている合金の一つの代表に下記の組
成のIncoloy 901がある。 Ｃ：0.10％以下 Si：0.40％以下 Mn：0.50％以下 Ｐ ：0.030％以下 Ｓ：0.030％以下 Ni：40.00〜45.00％ Cr：11.00〜14.00％ Cu：0.50％以下 Mo：5.00〜6.50％ Co：1.0％以下 Ti：2.80〜3.25％ Al：0.35％以下 Ｂ：0.010〜0.020％ Bi：0.00005％以下 Fe：残 余 この種の合金は、鍛造によつて加工品をつく
り、溶体化処理を施して、必要により機械加工仕
上げを行なつて製品とするのが普通である。とこ
ろが実用に当つて、製品に対して低サイクルの応
力が加えられたとき、疲労による破壊のおそれが
あることが、重要な問題として浮び上がつてき
た。この低サイクル疲労特性には双晶組織の存在
が悪影響するといわれており、双晶の生成を極力
おさえた製品をつくることが要求されるに至つ
た。 本発明は上記の要求に答え双晶を僅少にし、か
つ結晶粒も微細にしたFe基およびNi基耐熱合金
製品の製造法を提供することを目的とする。 本発明の製造法は、上記のようにTi、Nbまた
はAlの１種、２種または３種を0.2〜６％含有す
るFeおよびNi基合金を対象とし、これを高度の
動的再結晶を引き起すに足りる高加工度および高
加工温度条件すなわち加工度50％以上、加工温度
1000℃以上で熱間加工し、加工品を800〜1000℃
の温度で熱処理して、応力を除去するとともに、
結晶粒全域に微細な析出物を析出させる処理を施
してから、溶体化処理を行なうことにより、溶体
化処理時に起りやすい結晶粒の粗大化と双晶の生
成を抑制することを特徴とし微細結晶粒で双晶の
少ない良好な金属組織を有する製品が得られる。 Fe基およびNi基合金が、前記Incoloy 901のよ
うなAl、Ti含有合金である場合には、析出物は、
γ′相、η相、およびTi炭窒化物等である。すなわ
ちこの場合には高度の動的再結晶を引き起すに足
りる高加工度、および高加工温度条件で熱間加工
し、さらに前述の析出物を析出させる処理を施す
ことによつて双晶の生成および成長を抑制するこ
とが本発明の原理である。この場合の熱間加工条
件としては、たとえば圧縮歪量60％以上の加工度
を加える場合、油圧プレスにより製品を鍛造する
場合には鍛造終止温度（加工温度）は1080℃以上
が好ましく、またハンマーにより製品を鍛造する
場合には1120℃以上が好ましい。 γ′相、η相およびTi炭窒化物等の析出物の十分
な析出に必要な熱処理は、800〜1000℃の温度に
おいて比較的長時間にわたつて加熱することであ
るが、約915±15℃で８時間程度またはそれ以上
の加熱が最も効果的である。その後の溶体化処理
は従来から採用されている条件に従えばよく、た
とえば980〜1040℃の範囲、代表的には1015℃程
度で２時間加熱すればよい。また時効処理も同様
である。 他のFe基およびNi基耐熱合金においては、上
記の熱間加工条件、熱処理条件および溶体化処理
条件の数値に若干の変更を加えるべきである。し
かし、当業者は、高度の動的再結晶を引き起すに
足りる高加工度および高加工温度の条件下で熱間
加工を行ない、熱処理によつて微細な析出物を析
出させるという原理を実現する方向で多少の実験
を行なうことにより、個々の場合の最適の条件を
容易に見出し得るであろう。 以下に本発明で諸条件を限定した理由を基磁的
な実験のデータをあげて説明する。 まず、従来知られている方法に従つて、下記の
条件で、加熱（20分間）→鍛造（据込み）→空冷
または炉冷→溶体化処理（２時間）の処理を施し
た。
【表】
鍛造品のミクロ組織を調査したところ、より高
温に加熱し、かつ加工をより高度にするほど、動
的再結晶粒が多く得られ変形粒が少ないことがわ
かつた。一方、溶体化処理後のミクロ組織から
は、変形粒に双晶が生成すること、強加工のもの
ほど低温の溶体化処理温度で双晶ができること、
そして鍛造後に徐冷すると結晶粒の成長がおくれ
ることなどの知見が得られた。しかし、いずれに
せよ双晶を十分に僅少にすることはできなかつ
た。 次に本発明者らは、微細な析出物を析出させて
結晶粒界を確定することにより双晶の生成および
成長を防ぐことを着想し、そのための処理条件を
さがした。前述Incoloy 901合金においては、
γ′相、η相、およびTi炭窒化物等を析出させ、こ
れらの微細析出物を利用して、双晶生成をおさえ
るわけである。実験は、下記の条件で、加熱（20
分間）→鍛造→熱処理→溶体化処理の工程を施し
た。据込量はいずれも50％であり、溶体化処理は
990℃×２時間である。
温に加熱し、かつ加工をより高度にするほど、動
的再結晶粒が多く得られ変形粒が少ないことがわ
かつた。一方、溶体化処理後のミクロ組織から
は、変形粒に双晶が生成すること、強加工のもの
ほど低温の溶体化処理温度で双晶ができること、
そして鍛造後に徐冷すると結晶粒の成長がおくれ
ることなどの知見が得られた。しかし、いずれに
せよ双晶を十分に僅少にすることはできなかつ
た。 次に本発明者らは、微細な析出物を析出させて
結晶粒界を確定することにより双晶の生成および
成長を防ぐことを着想し、そのための処理条件を
さがした。前述Incoloy 901合金においては、
γ′相、η相、およびTi炭窒化物等を析出させ、こ
れらの微細析出物を利用して、双晶生成をおさえ
るわけである。実験は、下記の条件で、加熱（20
分間）→鍛造→熱処理→溶体化処理の工程を施し
た。据込量はいずれも50％であり、溶体化処理は
990℃×２時間である。
【表】
なお、上記の実験は、鍛造後直ちに熱処理した
場合であるが、鍛造後いつたん室温まで冷却して
から熱処理した場合についても、あわせて実験し
た。 以上の実験結果から、γ′相、η相、Ti炭窒化物
等の析出のための熱処理の温度と時間の適切な組
合せを求めるべく、双晶境界数の密度（個／0.14
mm2）の等高線をえがいて、第１図のグラフを得
た。 これは、1150℃に加熱した後に据込量50％の鍛
造を行なつた試片（鍛造終止温度1060〜1080℃）
の中央から縦に切断して、中心付近を観察した結
果である。このグラフから、915℃近辺の熱処理
が最適であることがわかる。また、熱処理時間は
長くする方が効果的であることがわかる。 次に双晶境界数の密度が、加工条件、および析
出処理時間によりどのように異なるかを明らかに
するため、データを第２図のグラフにかき表わし
た。図中、丸いプロツトは加熱温度1180℃−鍛造
終止温度1090〜1110℃の場合、三角プロツトは加
熱温度1150℃−鍛造終止温度1060〜1080℃の場合
をそれぞれ示す。また中白のプロツトは鍛造後直
ちに熱処理した場合、黒く塗りつぶしたプロツト
は室温まで冷却したのち熱処理した場合をそれぞ
れ示す。 第２図から、熱処理時間を延長することによつ
て双晶境界数が減少することがわかり、その効果
は８時間以上の加熱により顕著となる。また鍛造
後直ちに熱処理しても、いつたん冷却してから熱
処理しても差はないこと、さらに鍛造終止温度
（加工温度）の高いほうが、熱処理の効果とあい
まつて双晶境界数の減少に効果があることをこの
図は示している。 実施例 １ 下記の組成のIncoloy 901合金を溶製し、 Ｃ：0.05％ Mo：5.99％ Si：0.15 Co：0.2 Mn：0.36 Al：0.26 Ｐ：0.002 Ti：2.92 Ｓ：0.005 Ｂ：0.013 Ni：43.24 Bi：0.00005 Cr：11.95 Fe：残 余 Cu：0.02 ハンマーおよび油圧プレスを用いて製品を
鍛造し（据込加工度は：70％、：65％、次い
で915℃×32時間以上の熱処理を行ない、溶体化
処理、時効処理を施した後に、製品のミクロ組織
を調査し、鍛造終止温度（加工温度）と双晶境界
数についてデータを第３図に示した。このように
高度の動的再結晶を引き起すに足りる高加工度お
よび高加工温度条件で熱間加工し、加工品に温
度・時間の熱処理を施して応力を除去するととも
に析出物を析出させ、ついで溶体化処理を施すこ
とによつて双晶の生成、成長を抑制することがで
きた。 実施例 ２ Incoloy 901合金において、ハンマーを用いて
製品を鍛造し、下表に示すごとく、鍛造条件が高
度の動的再結晶を引き起すに足りる場合（例Ｃ）
と足りない場合（例Ａ，Ｂ）、および鍛造後の熱
処理を施した場合（例Ｂ、Ｃ）と施さない場合
（例Ａ）とを組合せ、その後の溶体化処理、時効
処理を行なつた後のミクロ組織の変化を、第４図
Ａ、ＢおよびＣの写真に示す。（倍率：100倍） 第４図Ｃは、本発明に従つて高度な動的再結晶
を引き起すに足りる高加工度、高加工温度条件下
で鍛造し、さらに応力除去および析出物の析出を
かねた熱処理を施した場合で、ミクロ組織は、微
細結晶粒で双晶の僅少な組織であつた。
場合であるが、鍛造後いつたん室温まで冷却して
から熱処理した場合についても、あわせて実験し
た。 以上の実験結果から、γ′相、η相、Ti炭窒化物
等の析出のための熱処理の温度と時間の適切な組
合せを求めるべく、双晶境界数の密度（個／0.14
mm2）の等高線をえがいて、第１図のグラフを得
た。 これは、1150℃に加熱した後に据込量50％の鍛
造を行なつた試片（鍛造終止温度1060〜1080℃）
の中央から縦に切断して、中心付近を観察した結
果である。このグラフから、915℃近辺の熱処理
が最適であることがわかる。また、熱処理時間は
長くする方が効果的であることがわかる。 次に双晶境界数の密度が、加工条件、および析
出処理時間によりどのように異なるかを明らかに
するため、データを第２図のグラフにかき表わし
た。図中、丸いプロツトは加熱温度1180℃−鍛造
終止温度1090〜1110℃の場合、三角プロツトは加
熱温度1150℃−鍛造終止温度1060〜1080℃の場合
をそれぞれ示す。また中白のプロツトは鍛造後直
ちに熱処理した場合、黒く塗りつぶしたプロツト
は室温まで冷却したのち熱処理した場合をそれぞ
れ示す。 第２図から、熱処理時間を延長することによつ
て双晶境界数が減少することがわかり、その効果
は８時間以上の加熱により顕著となる。また鍛造
後直ちに熱処理しても、いつたん冷却してから熱
処理しても差はないこと、さらに鍛造終止温度
（加工温度）の高いほうが、熱処理の効果とあい
まつて双晶境界数の減少に効果があることをこの
図は示している。 実施例 １ 下記の組成のIncoloy 901合金を溶製し、 Ｃ：0.05％ Mo：5.99％ Si：0.15 Co：0.2 Mn：0.36 Al：0.26 Ｐ：0.002 Ti：2.92 Ｓ：0.005 Ｂ：0.013 Ni：43.24 Bi：0.00005 Cr：11.95 Fe：残 余 Cu：0.02 ハンマーおよび油圧プレスを用いて製品を
鍛造し（据込加工度は：70％、：65％、次い
で915℃×32時間以上の熱処理を行ない、溶体化
処理、時効処理を施した後に、製品のミクロ組織
を調査し、鍛造終止温度（加工温度）と双晶境界
数についてデータを第３図に示した。このように
高度の動的再結晶を引き起すに足りる高加工度お
よび高加工温度条件で熱間加工し、加工品に温
度・時間の熱処理を施して応力を除去するととも
に析出物を析出させ、ついで溶体化処理を施すこ
とによつて双晶の生成、成長を抑制することがで
きた。 実施例 ２ Incoloy 901合金において、ハンマーを用いて
製品を鍛造し、下表に示すごとく、鍛造条件が高
度の動的再結晶を引き起すに足りる場合（例Ｃ）
と足りない場合（例Ａ，Ｂ）、および鍛造後の熱
処理を施した場合（例Ｂ、Ｃ）と施さない場合
（例Ａ）とを組合せ、その後の溶体化処理、時効
処理を行なつた後のミクロ組織の変化を、第４図
Ａ、ＢおよびＣの写真に示す。（倍率：100倍） 第４図Ｃは、本発明に従つて高度な動的再結晶
を引き起すに足りる高加工度、高加工温度条件下
で鍛造し、さらに応力除去および析出物の析出を
かねた熱処理を施した場合で、ミクロ組織は、微
細結晶粒で双晶の僅少な組織であつた。
【表】
なお、以上の実施例はハンマーやプレスによる
鍛造を行なつた場合を示したが、前記の高加工度
および高加工温度の条件がみたされる限り、圧延
によつても本発明の効果は得られる。
鍛造を行なつた場合を示したが、前記の高加工度
および高加工温度の条件がみたされる限り、圧延
によつても本発明の効果は得られる。
第１図は、Ni基合金中に生成する双晶の境界
数を、種々の析出処理温度および時間の組み合わ
せにおいて示した等高線をあらわすグラフであ
る。 第２図は、双晶境界数が析出処理の時間に伴つ
てどのように変化するかを示すグラフである。 第３図は、実施例１における製品の、双晶境界
数と鍛造終止温度との関係をあらわしたグラフで
ある。……ハンマー鍛造、……油圧プレス鍛
造。 第４図Ａ、ＢおよびＣは、実施例２で得た試料
のミクロ組織を示す写真である。（100倍）
数を、種々の析出処理温度および時間の組み合わ
せにおいて示した等高線をあらわすグラフであ
る。 第２図は、双晶境界数が析出処理の時間に伴つ
てどのように変化するかを示すグラフである。 第３図は、実施例１における製品の、双晶境界
数と鍛造終止温度との関係をあらわしたグラフで
ある。……ハンマー鍛造、……油圧プレス鍛
造。 第４図Ａ、ＢおよびＣは、実施例２で得た試料
のミクロ組織を示す写真である。（100倍）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ti，NbまたはAlの１種、２種または３種を
0.2〜６％含有するNi基またはFe基合金を、1000
℃以上の加工温度において50％以上の加工度で熱
間加工し、加工品を800〜1000℃の温度で熱処理
して、応力を除去するとともに結晶粒全域に微細
な析出物を析出させ、ついで溶体化処理を施すこ
とを特徴とする耐熱合金製品の製造法。 ２ Ni基合金が、Ｃ：0.10％以下、Si：0.40％以
下、Mn：0.50％以下、Ni：40〜45％、Cr：11〜
14％、Mo：５〜6.5％、Co：1.0％以下、Ti：2.8
〜3.3％、Al：0.35％以下、Ｂ：0.010〜0.020％を
有し、残余がFeおよび不純物である特許請求の
範囲第１項の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3349681A JPS57149461A (en) | 1981-03-09 | 1981-03-09 | Production of heat-resistant alloy article |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3349681A JPS57149461A (en) | 1981-03-09 | 1981-03-09 | Production of heat-resistant alloy article |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57149461A JPS57149461A (en) | 1982-09-16 |
| JPS6323263B2 true JPS6323263B2 (ja) | 1988-05-16 |
Family
ID=12388154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3349681A Granted JPS57149461A (en) | 1981-03-09 | 1981-03-09 | Production of heat-resistant alloy article |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57149461A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01176077U (ja) * | 1988-05-27 | 1989-12-14 | ||
| CN109136719A (zh) * | 2018-10-10 | 2019-01-04 | 河南工程学院 | 一种时效强化型Ni-Cr基高温耐蚀合金及热处理方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5299610B2 (ja) * | 2008-06-12 | 2013-09-25 | 大同特殊鋼株式会社 | Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ三元系合金材の製造方法 |
| JP6492747B2 (ja) * | 2014-03-25 | 2019-04-03 | 新日鐵住金株式会社 | オーステナイト系耐熱合金管の製造方法およびその製造方法によって製造されたオーステナイト系耐熱合金管 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55141553A (en) * | 1979-04-20 | 1980-11-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Treatment of precipitation hardening type ni base alloy |
-
1981
- 1981-03-09 JP JP3349681A patent/JPS57149461A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55141553A (en) * | 1979-04-20 | 1980-11-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Treatment of precipitation hardening type ni base alloy |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01176077U (ja) * | 1988-05-27 | 1989-12-14 | ||
| CN109136719A (zh) * | 2018-10-10 | 2019-01-04 | 河南工程学院 | 一种时效强化型Ni-Cr基高温耐蚀合金及热处理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57149461A (en) | 1982-09-16 |
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