Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP4206229B2 - Ni−Cr−Mo合金の2段階時効処理 - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP4206229B2 - Ni−Cr−Mo合金の2段階時効処理 - Google Patents

Ni−Cr−Mo合金の2段階時効処理 Download PDF

Info

Publication number
JP4206229B2
JP4206229B2 JP2002190729A JP2002190729A JP4206229B2 JP 4206229 B2 JP4206229 B2 JP 4206229B2 JP 2002190729 A JP2002190729 A JP 2002190729A JP 2002190729 A JP2002190729 A JP 2002190729A JP 4206229 B2 JP4206229 B2 JP 4206229B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
alloy
temperature
hours
cooling
maximum
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
Application number
JP2002190729A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2003027163A5 (ja
JP2003027163A (ja
Inventor
エム、パイク、ジュニア リー
エル、クラーストロム ドウェイン
エフ、ロスマン マイケル
Original Assignee
ヘインズ インターナショナル,インコーポレーテッド
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US09/894,179 external-priority patent/US6544362B2/en
Application filed by ヘインズ インターナショナル,インコーポレーテッド filed Critical ヘインズ インターナショナル,インコーポレーテッド
Publication of JP2003027163A publication Critical patent/JP2003027163A/ja
Publication of JP2003027163A5 publication Critical patent/JP2003027163A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4206229B2 publication Critical patent/JP4206229B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C19/00Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C19/00Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C22C19/058Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium without Mo and W
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C19/00Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C22C19/051Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
    • C22C19/055Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being at least 20% but less than 30%
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C19/00Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C22C19/051Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
    • C22C19/056Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being at least 10% but less than 20%
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/10Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of nickel or cobalt or alloys based thereon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、12〜23.5量%のクロムを含むNi−Cr−Mo合金の熱処理方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術、発明が解決しようとする課題】
クロムがニッケル基合金に耐食性を与えることは周知である。したがって、Ni−Cr−Mo合金、特にクロム含有量15〜24%のNi−Cr−Mo合金は化学および石油化学工業分野で遭遇するような腐食性環境で一般に使用されている。
【0003】
時効硬化は、降伏強度、引張り強度、および冶金産業界において典型的に行なわれる切欠き応力破断試験による測定値として、高い強度を合金組成物に与えるために当業界で行なわれる処理である。各種分野において、大きな引張り強度と小さな熱膨張特性の組合せが要求される。そのような分野の1つが航空工業である。他の用途は地上使用型ガス・タービンに使用されるシール・リングである。高い引張り強度と延性の組合せもまた、ボルトでは、非常に有用である。それらの使用例における金属製品の使用条件および性能パラメータが要求されることにより、さまざまな時効硬化方法が使用されている。1つの一般的な技術は、選択した高温度に合金を加熱し、その温度に或る時間保持した後、室温まで冷却することである。或る合金組成については、合金が第1温度に加熱され、冷却され、第2温度に再加熱され、冷却される。そのような方法の例が米国特許第3871928号に記載されている。合金の時効硬化に適用される温度および時間は、合金組成で決まる。時効硬化性商用合金については、適用される時間および温度が確立しており、これは、所望の特性を与えるために周知であって、当業界で標準になっている。クロム含有量が大きな(すなわち、クロム含有量が12%を超える)Ni−Cr−Mo合金については、当該技術における一般的な見方は、機械的性質を改善するうえで初期焼鈍を超える熱処理が長時間(数百〜数千時間)を必要とし、また、そのような処理を簡単に実施できないために、実用的でないというものである。
【0004】
例えば化学工業分野における商用使用例として、固溶強化されたNi−Cr−Mo合金およびNi−Mo合金が広く使用されている。一般に、僅かな炭化物相の存在を斟酌すれば、単一相材料であるとみなされるので、そのような合金は通常は熱処理に応答するとは考えられず、したがって焼鈍状態で使用される。例外があり、或る特定の合金は商用に開発可能な時効硬化応答性を示す。しかしながら、それらの例では、観察される時効硬化応答性はその合金組成中に存在するニオブ、アルミニウムおよびチタンのような他の元素に原因する。これに対する例外はHAYNES(登録商標)242TM合金であり、この合金については後で述べる。Ni−Cr−MoおよびNi−Mo合金は商用的時効硬化を行えないという事実は、中間的温度の付与熱に対していかなる冶金的応答性も示さないということを意味するものではない。事実、この種の合金は約538゜C〜871゜Cの温度範囲に暴露されると、複雑な二次的相反応を示す。不運なことに、形成される相は合金の延性および他の観点での使用性能の両方に対してしばしば有害となる。これは、モリブデン約25〜30%を含むNi−Mo合金で特に観察される。そのような材料では、約538゜C〜871゜Cの温度に対する暴露は、マイクロ組織に脆いNiMo またはNi4Mo 相の迅速な形成を生じる。これは物品製造および物品性能の両方に対して問題となる。
【0005】
モリブデン:約16量%、クロム:約16量%のようなモリブデン含有量が少なくクロム含有量の多いNi−Cr−Mo合金では、短時間の熱暴露後の特別な金属間相の発生は、通常、認められない。温度約538゜C〜694゜Cに対する長時間の暴露では、明らかに異なる冶金的応答が生じる。約500〜1000時間後、Ni2(Mo,Cr)相の存在がマイクロ組織で立証される。Pt2Moに似た組織を有する長範囲規則度相(long-range-ordered phase)であるNi2(Mo,Cr)相は、過度の延性損失を生じることなく、材料強度をかなり増大させる。1つの大きな欠点は、この相を生じるためには長い時効時間を必要とすることである。
【0006】
Ni−Cr−Mo合金を開示する幾つかの米国特許が存在する。米国特許第4818486号は、クロム5%〜12%およびモリブデン10%〜30%を含む低熱膨張性ニッケル基合金を開示している。この特許は、形成される相を劣化させることなく所望の硬さを得るために典型的に要求される時効時間が、ほとんどのNi−Mo−Cr合金に関して温度649゜C〜816゜Cでは1000時間をゆうに超えることを教示している。しかしながら米国特許第4818486号に開示された合金組成を硬化させる時効時間は649゜Cで24時間と短い。この特許の合金は、242合金およびHAYNES242合金という登録商標をもって販売されている。HAYNES242合金は大きな引張り強度と低熱膨張係数が要求される使用例のために販売されている。242合金の他の有利な性質は、良好な熱安定性、良好な耐疲労性、およびその引張り強度および延性に基づく優れた遮蔽能力(containment capabilities)を含む。HAYNES242合金は約8%(量パーセント)のクロム、約20〜30%のモリブデン、約0.35%〜最大約0.5%のアルミニウム、最大0.03%の炭素、最大約0.8%のマンガン、最大約0.8%のけい素、最大約2%の鉄、最大約1%のコバルト、最大約0.006%のほう素を含み、残部量パーセントはニッケルである。
【0007】
有害なNiMo およびNi4Mo 相ならびにミュー相(mu-phase)の形成を回避する米国特許第4818486号に見られるよりも高いCrレベル(Cr>12%)のNi−Mo−Cr合金に対し、短時間で、商用に活用できる時効硬化処理が要求されている。
【0008】
他のNi−Cr−Mo合金がクラム氏他に付与された米国特許第5019184号に開示されている。この合金は19%〜23%のクロムおよび14〜17.5%のモリブデンを含む。その特許は、5〜50時間に亘る1149゜C〜1260゜Cの温度範囲での均質化熱処理を開示している。この処理の目的は、合金強化というよりも、望まれるマイクロ組織を有する耐食性合金を生み出すことである。その特許に開示されているいずれの試料に関しても引張り強度のデータは与えられていない。その特許の合金はインコネル(登録商標)合金686として市販されている。
【0009】
さらに別の耐食性のNi−Cr−Mo合金がホイブナー氏他に付与された米国特許第4906437号に開示されている。その合金は22%〜24%のクロムおよび15%〜16.5%のモリブデンを含む。その合金の熱処理および時効硬化に関する開示も全くない。その特許に開示された合金はVDMニクロファー923 h Mo(登録商標)またはアロイ59(登録商標)の表記のもとに市販されている。
【0010】
高降伏強度のNi−Cr−Mo合金がマテウス氏他に付与された米国特許第4129464号に開示されている。この合金は13%〜18%のクロムおよび13〜18%のモリブデンを含む。その特許は、少なくとも50時間に亘る480゜C〜593゜Cでの単一段階の時効処理を使用してその合金を時効可能であると述べているが、全ての例は168時間以上の時効を行われている。少なくとも50時間が必要であるという説明は、168時間の時効処理から得られた結果の推定にすぎない。その特許は1,2,3の番号を付けた3種の合金のデータを報告している。合金1はハステロイ(登録商標)C−276合金として市販されている。合金2はハステロイC−4合金として市販されている。合金3はハステロイS合金として市販されている。
【0011】
【課題を解決するための手段】
12%〜23.5%のクロムを含み、当該分野で使用されている現在の時効硬化処理によって得られるものに対して、高い降伏強度、引張り強度、および、それに匹敵するその他の機械的性質を得られるNi−Cr−Mo合金に関する改善された2段階時効硬化処理を提供する。そのような性質は、室温での降伏強度試験、引張り強度試験および引張り延性試験によって測定される。この処理は、
Figure 0004206229
で定義されるP値が31.2〜35.9の範囲になるような量のその他の合金元素が存在する合金についてのみ有効である。この改良された時効硬化処理は、前記P値を有し、温度約704゜C、8時間(好ましくは、約12〜20時間)の時効硬化処理と、温度約538゜C〜約718゜Cへの炉冷却と、その温度での少なくとも8時間(好ましくは、約28〜36時間)の保持と、これに続く室温への空冷とが施された合金を必要とする。12%〜23.5%のクロムを含み、2段階の熱処理または時効硬化処理を施されたNi−Cr−Mo合金は、低クロム・レベルの242合金で用いられる標準的な時効処理に対して、改善された、または匹敵する引張り強度を示す。高降伏強度と延性との組み合わせにより、この合金および2段階の時効処理は、そのような特性を要求する用途に対する応用性を格段と高める。
【0012】
最近、合計で10〜20時間を超えて行われる2段階の熱処理が満足できる機械的性質を与え得ることを見い出した。しかしながら、クロム含有量の高いNi−Cr−Mo合金に対して似たような2段階処理を試した時、幾つかの合金は満足できる性質を有していたが、他の合金はそうではなかった。高クロム含有量は、化学処理工業界において耐食性合金として使用する合金に望まれることである。したがって、比較的短時間の2段階時効処理を行なったときに、満足できる機械的性質を示すであろう高クロム含有合金が存在するか否かを確定する必要性を知った。
【0013】
【実施の形態】
耐食性、大きな引張り強度、および優れた引張り延性を必要とする用途のための合金を製造するために、クロム:12%〜23.5%を含むNi−Cr−Mo合金のための2段階の時効処理を提供する。この時効硬化処理では、温度約691゜C〜約760゜C、8〜20時間の時効処理を合金に施し、温度約538゜C〜約718゜Cに合金を冷却し、その温度範囲内で少なくとも8時間(好ましくは、24〜36時間)合金を保持し、室温まで合金を冷却する作業を必要とする。しかしながら、この処理は、
Figure 0004206229
で定義されるP値が31.2〜35.9となるような量の合金元素を含む合金に対してのみ、満足できる機械的性質を与えるということを見い出した。
【0014】
表1に組成を示した20種類の試験ニッケル基合金と、5種類のNi−Cr−Mo商用合金を試験した。それらの商用合金は、ハステロイS薄板、ハステロイC−276板、ハステロイC−4板、アロイ59薄板(シート)、およびインコネル合金686薄板(シート)であった。表1の「n.m.」という表示は元素の存在が測定されなかったことを示す。表1は、各合金のP値も示している。
【0015】
試験合金のクロム含有量は、合金Hの11.56%から合金Pの22.06%までの範囲であった。モリブデンは、合金Gの9.91%から合金Sの23.89%までの範囲であった。これらの合金の全ては類似量のアルミニウム、コバルト、鉄、およびマンガンを含有していた。タングステンは、0.11%〜0.34%の範囲内で存在していた。これらの合金は、少量のほう素、炭素、セリウム、銅、マグネシウム、燐、硫黄、けい素およびバナジウムも含有していた。試験合金は、厚さ12.7mmの板に熱間圧延された後、1038゜C〜1093゜Cの焼鈍温度で30分間焼鈍された。これらの商用合金は、製造元から購入できる薄板または板から裁断された。薄板の厚さは3.2mm、板の厚さは9.5mmであった。最初の一連の試験で、全ての合金が、初めに、704゜C、16時間の時効処理が施される2段階の時効処理で処理された。最終的に、それらの試料は室温まで空冷された。
【0016】
【表1】
Figure 0004206229
【0017】
試料の全てはそれらの引張り特性を決定するために試験された。この試験は、それらの合金に対してASTM E−8の標準試験法に従って降伏強度、極限引張り強度、および伸び率を決定した。一連の第1の試験の結果を表2に示す。
【0018】
【表2】
Figure 0004206229
【0019】
試験合金A〜F,K〜Oおよび商用合金であるインコネル合金686、アロイ59は満足できる引張り特性を有していた。合金G,H,I,J,PおよびT、およびインコネル合金686、アロイ59を除く全ての商用合金は、満足できない低い降伏強度を有する。満足できる合金は40%超の伸び率値と、500MPa超の降伏強度を有していた。合金Q,R,Sは伸び率の測定で十分な引張り延性を有していなかった。マイクロ組織の分析で、これは未確認相の望ましくない析出物が存在することによるものと確認された。商用合金および合金H,I,J,Q、Rのクロム含有量およびモリブデン含有量は満足できる合金のクロム含有量およびモリブデン含有量の範囲内にあるので、クロム含有量もモリブデン含有量もこの等級の合金における満足できる引張り特性に関する唯一の予測値ではないことが明白である。我々は、これらの特性の予測値となるのは、ほぼ全ての合金元素の相互作用であると結論づけた。事実、合金のP値が31.2〜35.9である時、満足できる引張り特性をこの2段階の時効処理で得られることを見い出した。この例外が、所望範囲のP値を有するが十分な降伏強度を有しないハステロイC−276合金で認められた。しかしながら、その合金中の5.48%という鉄の量はNi−Cr−Mo−Fe合金と呼ぶにふさわしい。したがって、前記関係式を維持するためには、鉄:約3%という制限が必要であることを提案する。
【0020】
図1は合金のP値およびクロム含有量に基づく試験合金のグラフである。許容できる引張り特性を有する各合金はドット(点)でプロットされている。Xは、2段階の時効処理を施した後に引張り特性が満足できなかった合金をプロットするために使用されている。点線枠は満足できる合金の周囲にある。図1から、満足できる合金は、クロム量:12%〜23.5%と、31.2〜35.9のP値とを有することが明らかである。
【0021】
クロムおよびモリブデンは試料が包含する範囲内で存在しなければならないが、他の合金元素はそのように制限されないことを当業者は認識するであろう。事実、本明細書で試験した合金、およびC−2000(登録商標)合金、C−22(登録商標)合金、SM2060(登録商標)Mo合金およびMAT−21(登録商標)合金のような合金を含む購入可能なNi−Cr−Mo合金に関する米国特許明細書(UNS)に記載された範囲内の量でそれらの元素が存在できる。具体的に言えば、アルミニウム:最大0.05%、ほう素:0.015%、炭素:0.02%、コバルト:2.5%、銅:2.0%、鉄:3.0%、マンガン:1.5%、ニオブ:1.25%、燐:0.04%、硫黄:0.03%、けい素:0.75%、タンタル:2.2%、チタン:0.7%、バナジウム:0.35%、およびタングステン:4.5%、および希土類元素:0.1%が存在できる。
【0022】
この2段階時効硬化処理により利益を得られる合金を定義したので、許容できる時間および温度範囲について検討した。一連の時効処理が合金Mに与えられた。時効処理が遂行された後、試料が時効硬化したかどうかを決定するために硬度が測定された。その結果を表3に示す。試料は、ロックウェルC(Rc)で20.0超の硬度を有するならば、時効硬化されたと決定された。非時効状態の試料は、その材料が最初は20.0未満の硬度であったことの確認であった。合金Mの試験結果は、第1段階が温度約691゜C〜約760゜C、少なくとも8時間で実行されるべきであるのに対し、第2段階は温度約538゜C〜約691゜C、少なくとも24時間で実行されるべきことを示した。このデータは、第1段階でより高い温度が使用されたときには、第2段階でより低い温度を使用できることを示した。最高927゜Cまでの第1段階の温度が合金の時効硬化に有効であると見い出される一方、マイクロ組織試験は、第1段階の温度が760゜C以上であると、望ましくない粒界析出が生じることを明らかにした。この析出は耐食性を悪化させると予測される。
【0023】
当業界で周知のように、Ni2(Mo,Cr) の時効硬化は局所で短範囲規則度(short-range-ordered)をもって始まり、硬化特性を与える析出物の形成がこれに続いて起きる。連続加熱により、析出物が溶体に戻るような溶体化(solvus)温度に達する。短範囲規則度(short range ordering)は時間および温度にも関係がある。この短範囲規則度および溶体化温度は合金組成によって変化する。時効硬化させるために、2段階の時効処理では、時間と温度の選択を行わなければならず、これが必要とされる短範囲規則度または第1段階での硬化相の初期析出を与え、また第2段階での溶体化温度を回避する。このことは、表3中の合金Mのデータに見ることができる。第1段階が温度704゜C〜732゜C、16時間である場合、温度538゜Cでの第2段階を支援するための十分な短範囲規則度は起こらず、溶体化温度は621゜Cに達した。第1段階が温度760゜C、16時間である場合、温度538゜Cでの第2段階を支援するための十分な短範囲規則度が生じ、再び述べるが溶体化温度は温度621゜Cに達した。
【0024】
合金Mのデータを再調査した後、第1段階である温度704゜C、16時間の時効に続いて、温度593゜C、621゜Cまたは649゜Cでの第2の時効処理によって、合金NおよびOを処理した。また、第1の時効処理として、温度760゜C、8時間または16時間、温度732゜C、16時間または32時間、あるいは、温度704゜C、16時間の処理と、第2の段階として、温度593゜C〜621゜Cで8,12,16または32時間の処理とを、合金Kに施した。この試験の処理および結果を表4に示す。合金NおよびOに関しては、温度593゜Cまたは621゜Cでの第2段階の時効処理により硬化が生じたが、温度649゜Cでは起きなかった。合金NおよびOは温度621゜Cで十分に硬化できたが、合金Mはその温度では硬化しなかったという事実は、合金Mに比較して合金NおよびOのモリブデン含有量は高く、クロム含有量は低いということに帰する。
【0025】
合金Kは、合金M,NおよびOよりもモリブデン含有量が高く、クロム含有量は低い。合金Kは、表4に示すように温度704゜C、732゜Cおよび760゜C、8、16および32時間で処理された。これらのデータは第2段階が温度704゜Cまたは718゜C、40時間で実施されるときに、第1の処理が760゜C、8時間にすることができるが、温度732゜Cでは不可であることを示している。第1段階が温度732゜C、32時間で実施される場合は、第2段階は704゜C、8時間で実施できる。これらのデータから、モリブデン含有量がより高く、クロム含有量がより低い合金に対しては、第2段階で、より高い温度にすることができると結論づけた。さらに、いずれの段階も他方の段階が32〜40時間である場合には、8時間と短くすることができる。
【0026】
他のNi−Cr−Mo合金に関しては、温度の組合せは相違するとしても同様な結果を見るものと予測できる。さらに、実際に作用するこの組合せは合金のクロムおよびモリブデンの含有レベルに関係する。さらに、12%〜23.5%のクロム含有量を含み、31.2〜35.9のP値を有する合金に関して、満足できる時効硬化の応答性は、第1段階が温度約691゜C〜約760゜C、少なくとも約8時間であり、第2段階が温度約538゜C〜約718゜C、少なくとも8時間である時に得ることができる。
【0027】
【表3】
Figure 0004206229
【0028】
【表4】
Figure 0004206229
【0029】
本発明の熱処理方法は画期的な進展である。本発明以前には、12%を超えるクロムを含むNi−Cr−Mo合金は時効硬化状態で製造することができなかった。何故なら、要求される時効時間があまりにも長すぎると考えられたからである。そのように長い処理に伴うエネルギー費用のために、高クロム時効硬化される合金の見込み価格は高過ぎ、そのような合金は商用に存在し得ないと考えられた。本明細書で開示した2段階の時効硬化処理は、合計時間が100時間未満(好ましくは50時間未満)で実施できる。実際のところ、我々は、40〜48時間で処理を終えることを提案する。合計100時間未満(好ましくは、50時間以下)の熱処理により、所望引張り特性を有する低価格の高クロムNi−Cr−Mo合金を製造できる。本明細書に開示したこの処理は、時効時間が合計100時間を超える場合でも有効であるが、そのような処理に伴うエネルギー費用は、望ましい処理とは言えず、商業的に実施できない。
【0030】
この合金、およびその合金の製造方法の現在好ましいとされる具体例について述べたが、本発明はそれに限定されるものではなく、特許請求の範囲の定義範囲内で各種の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】合金のP値およびクロム含有量に基づく試験合金のグラフ。

Claims (17)

  1. 質量%で、
    クロム:12%〜23.5%、
    モリブデン:13%〜23%、
    鉄:最大3%、
    アルミニウム、ほう素、炭素、コバルト、銅、ハフニウム、ンガン、ニオブ、けい素、タンタル、タングステン、バナジウムおよびジルコンから成る群から選ばれた少なくとも1種の合金元素、および
    残部としてのニッケルと不純物から成り
    P=2.46Al+0.19Co+0.83Cr−0.16Cu
    +0.39Fe+0.59Mn+1.0Mo+0.81Zr
    +2.15Si+1.06V+0.39W+0.68Nb
    +0.52Hf+0.45Ta+1.35Ti
    で定義されるP値が31.2〜35.9であり、また
    度691°C〜60°C、少なくとも8時間の時効処理段階と、
    度538°C〜18°Cに合金を冷却する段階と、
    その温度範囲内に少なくとも8時間保持する段階と、
    室温まで冷却する段階とを含む2段階の熱処理によって処理されているNi−Cr−Mo合金。
  2. 前記2段階の熱処理が、
    度704°C〜760°C、16時間の時効処理を合金に施す段階と、
    度593°C〜21°Cに合金を冷却する段階と、
    その温度に32時間、合金を保持する段階と、
    室温まで合金を冷却する段階とを含む請求項1に記載されたNi−Cr−Mo合金。
  3. 質量%で、
    希土類元素:最大0.1%、
    銅:最大2.0%、
    ニオブ:最大1.25%、
    燐:最大0.04%、
    けい素:最大0.75%、
    硫黄:最大0.03%、
    タンタル:最大2.2%、
    チタン:最大0.7%、および
    バナジウム:最大0.035%を更に含む請求項1に記載されたNi−Cr−Mo合金。
  4. ハフニウムまたはタンタルを含む請求項1に記載されたNi−Cr−Mo合金。
  5. 質量%で、
    クロム:12%〜23.5%、
    モリブデン:13%〜23%、
    アルミニウム:0.12%〜0.2%、
    炭素:0.002%〜0.006%、
    マンガン:0.30%〜0.34%、
    鉄:1.0%〜1.7%、
    コバルト:0.05%〜0.8%、
    タングステン:0.10%〜0.34%、および
    ほう素:0.002%〜0.005%を含む請求項1に記載されたNi−Cr−Mo合金。
  6. 質量%で、
    セリウム:0.005%〜0.009%、
    銅:0.01%〜0.06%、
    マグネシウム:0.001%〜0.004%、
    燐:0.002%〜0.005%、
    硫黄:0.001%〜0.004%、および
    バナジウム:0.01%〜0.02%を更に含む請求項5に記載されたNi−Cr−Mo合金。
  7. 前記合金元素の群が、質量%で、
    アルミニウム:最大0.5%、
    炭素:最大0.02%、
    マンガン:最大1.5%、
    鉄:最大3%、
    コバルト:最大2.5%、
    タングステン:最大4.5%、および
    ほう素:最大0.015%から成る請求項1に記載されたNi−Cr−Mo合金。
  8. 質量%で、大1.25%のニオブおよび最大0.015%のほう素を更に含む請求項1に記載されたNi−Cr−Mo合金。
  9. 度538°C〜18°Cに合金を冷却する段階が、合金を室温まで冷却した後に、温度538°C〜18°Cに合金を加熱することにより行われる請求項1から請求項8までのいずれか一項に記載されたNi−Cr−Mo合金。
  10. 前記2段階熱処理50時間以内に行なわれる処理である請求項1に記載されたNi−Cr−Mo合金。
  11. 質量%で、クロム:12%〜23.5%、モリブデン:13%〜23%、アルミニウム:最大0.5%、炭素:最大0.02%、マンガン:最大1.5%、鉄:最大3%、コバルト:最大2.5%、タングステン:最大4.5%、ほう素:最大0.015%、ニオブ:最大1.25%、けい素:最大0.75%、タンタル:最大2.2%、チタン:最大0.7%、および残部としてのニッケルと不純物から成る組成を有し、
    P=2.46Al+0.19Co+0.83Cr−0.16Cu
    +0.39Fe+0.59Mn+1.0Mo+0.81Zr
    +2.15Si+1.06V+0.39W+0.68Nb
    +0.52Hf+0.45Ta+1.35Ti
    で定義されるP値が31.2〜35.9であるNi−Cr−Mo合金の処理方法であって、
    度691°C〜60°C、少なくとも8時間の時効処理を合金に施す段階と、
    度538°C〜18°Cに合金を冷却する段階と、
    その温度範囲内に少なくとも8時間、合金を保持する段階と、
    室温まで合金を冷却する段階とを含むNi−Cr−Mo合金の処理方法。
  12. 前記2段階の熱処理を50時間以下で終える請求項11に記載されたNi−Cr−Mo合金の処理方法。
  13. 度704°C〜760°C、16時間の時効処理が合金に施され、温度593°C〜21°Cに冷却され、その温度に32時間保持され、室温に冷却される請求項11に記載されたNi−Cr−Mo合金の処理方法。
  14. 前記合金が温度538°C〜18°Cに炉冷却される請求項11に記載されたNi−Cr−Mo合金の処理方法。
  15. 少なくとも温度538°Cに前記合金を冷却する段階が、前記合金を室温に冷却した後、温度538°C〜18°Cに前記合金を加熱することによって実行される請求項11に記載されたNi−Cr−Mo合金の処理方法。
  16. 前記合金が、質量%で、ニオブ:最大1.25%、およびほう素:最大0.015%を更に含む請求項11に記載されたNi−Cr−Mo合金の処理方法。
  17. 質量%で、
    クロム:12%〜23.5%、
    モリブデン:13%〜23%、
    鉄:最大3%、
    アルミニウム:最大0.05%、ほう素:0.015%、炭素:0.02%、コバルト:2.5%、銅:2.0%、マンガン:1.5%、ニオブ:1.25%、けい素:0.75%、タンタル:2.2%、タングステン:4.5%、および、バナジウム:0.35%から成る群から選ばれた少なくとも1種の合金元素、および
    残部としてのニッケルと不純物から成り、
    P=2.46Al+0.19Co+0.83Cr−0.16Cu
    +0.39Fe+0.59Mn+1.0Mo+0.81Zr
    +2.15Si+1.06V+0.39W+0.68Nb
    +0.52Hf+0.45Ta+1.35Ti
    で定義されるP値が31.2〜35.9であり、また
    温度691°C〜760°C、少なくとも8時間の時効処理段階と、
    温度538°C〜718°Cに合金を冷却する段階と、
    その温度範囲内に少なくとも8時間保持する段階と、
    室温まで冷却する段階とを含む2段階の熱処理によって処理されているNi−Cr−Mo合金。
JP2002190729A 2001-06-28 2002-06-28 Ni−Cr−Mo合金の2段階時効処理 Expired - Lifetime JP4206229B2 (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US165650 1980-07-03
US09/894,179 US6544362B2 (en) 2001-06-28 2001-06-28 Two step aging treatment for Ni-Cr-Mo alloys
US894179 2001-06-28
US10/165,650 US6638373B2 (en) 2001-06-28 2002-06-07 Two step aging treatment for Ni-Cr-Mo alloys

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2003027163A JP2003027163A (ja) 2003-01-29
JP2003027163A5 JP2003027163A5 (ja) 2005-09-29
JP4206229B2 true JP4206229B2 (ja) 2009-01-07

Family

ID=26861569

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002190729A Expired - Lifetime JP4206229B2 (ja) 2001-06-28 2002-06-28 Ni−Cr−Mo合金の2段階時効処理

Country Status (9)

Country Link
EP (1) EP1270754B1 (ja)
JP (1) JP4206229B2 (ja)
KR (1) KR20030003017A (ja)
CN (1) CN1246490C (ja)
AU (1) AU785025B2 (ja)
CA (1) CA2391903C (ja)
GB (1) GB2377944B (ja)
MX (1) MXPA02006453A (ja)
TW (1) TWI224146B (ja)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030003016A (ko) * 2001-06-28 2003-01-09 하이네스인터내셔널인코포레이티드 Ni-Cr-Mo합금의 에이징 처리방법 및 결과의 합금
US6860948B1 (en) * 2003-09-05 2005-03-01 Haynes International, Inc. Age-hardenable, corrosion resistant Ni—Cr—Mo alloys
RU2321653C1 (ru) * 2006-05-31 2008-04-10 Юлия Алексеевна Щепочкина Сплав на основе никеля
US7785532B2 (en) 2006-08-09 2010-08-31 Haynes International, Inc. Hybrid corrosion-resistant nickel alloys
RU2330083C1 (ru) * 2006-10-09 2008-07-27 Юлия Алексеевна Щепочкина Сплав на основе никеля
JP4816950B2 (ja) * 2006-11-10 2011-11-16 三菱マテリアル株式会社 耐食性および耐摩耗性に優れたNi基合金およびそのNi基合金からなるコンダクターロール
CN101333613B (zh) * 2008-08-06 2010-06-09 钢铁研究总院 一种中温平板式固体氧化物燃料电池金属连接体用镍基膨胀合金
DE102011013091A1 (de) 2010-03-16 2011-12-22 Thyssenkrupp Vdm Gmbh Nickel-Chrom-Kobalt-Molybdän-Legierung
US9761883B2 (en) * 2011-11-03 2017-09-12 Johnson Controls Technology Company Battery grid with varied corrosion resistance
CN103740983B (zh) * 2013-12-19 2015-11-04 重庆材料研究院有限公司 高强韧耐腐蚀时效强化型镍基合金及直接时效热处理方法
JP5725630B1 (ja) * 2014-02-26 2015-05-27 日立金属Mmcスーパーアロイ株式会社 熱間鍛造性および耐食性に優れたNi基合金
US12451493B2 (en) 2017-01-27 2025-10-21 Cps Technology Holdings Llc Battery grid
RU2672647C1 (ru) * 2017-08-01 2018-11-16 Акционерное общество "Чепецкий механический завод" Коррозионностойкий сплав
CN113795603B (zh) * 2019-09-06 2022-11-01 日立金属株式会社 Ni基合金、Ni基合金粉末、Ni基合金构件和具备Ni基合金构件的制造物
CN114045452A (zh) * 2021-11-15 2022-02-15 贵州航宇科技发展股份有限公司 一种Haynes242合金锻件的锻造及热处理方法
CN114182139B (zh) * 2021-12-10 2022-12-02 西北工业大学 一种析出强化镍基高温合金及其制备方法
CN116083755A (zh) * 2023-02-28 2023-05-09 广东博盈特焊技术股份有限公司 一种激光熔覆用耐高温腐蚀合金粉末及其制备方法和用途
CN116716518B (zh) * 2023-06-30 2024-02-09 江西宝顺昌特种合金制造有限公司 一种哈氏合金c-4管板及其制备方法
CN120119193B (zh) * 2025-04-01 2025-08-26 内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古电力科学研究院分公司 一种gh4169高温合金加速老化方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4043810A (en) * 1971-09-13 1977-08-23 Cabot Corporation Cast thermally stable high temperature nickel-base alloys and casting made therefrom
US3871928A (en) * 1973-08-13 1975-03-18 Int Nickel Co Heat treatment of nickel alloys
JPS5837382B2 (ja) * 1976-06-04 1983-08-16 三菱重工業株式会社 ニツケル基耐熱合金の熱処理方法
US4129464A (en) * 1977-08-24 1978-12-12 Cabot Corporation High yield strength Ni-Cr-Mo alloys and methods of producing the same
US4245698A (en) * 1978-03-01 1981-01-20 Exxon Research & Engineering Co. Superalloys having improved resistance to hydrogen embrittlement and methods of producing and using the same
JPH064900B2 (ja) * 1984-12-19 1994-01-19 日立金属株式会社 耐食性高強度Ni基合金
US5556594A (en) * 1986-05-30 1996-09-17 Crs Holdings, Inc. Corrosion resistant age hardenable nickel-base alloy
US5217684A (en) * 1986-11-28 1993-06-08 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Precipitation-hardening-type Ni-base alloy exhibiting improved corrosion resistance
JPH03257131A (ja) * 1990-03-07 1991-11-15 Mitsubishi Materials Corp 金属間化合物析出硬化Ni基合金製刃物材およびその製造方法
US5360496A (en) * 1991-08-26 1994-11-01 Aluminum Company Of America Nickel base alloy forged parts
DE4203328C1 (ja) * 1992-02-06 1993-01-07 Krupp Vdm Gmbh, 5980 Werdohl, De

Also Published As

Publication number Publication date
AU5064502A (en) 2003-01-02
EP1270754A1 (en) 2003-01-02
GB0214712D0 (en) 2002-08-07
GB2377944A (en) 2003-01-29
CA2391903A1 (en) 2002-12-28
GB2377944A9 (en) 2003-03-13
CN1412331A (zh) 2003-04-23
CN1246490C (zh) 2006-03-22
MXPA02006453A (es) 2004-05-05
TWI224146B (en) 2004-11-21
JP2003027163A (ja) 2003-01-29
AU785025B2 (en) 2006-08-24
KR20030003017A (ko) 2003-01-09
EP1270754B1 (en) 2012-04-25
CA2391903C (en) 2009-09-29
GB2377944B (en) 2005-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4977302B2 (ja) Ni−Cr−Mo合金の時効処理
JP4206229B2 (ja) Ni−Cr−Mo合金の2段階時効処理
JP2778705B2 (ja) Ni基超耐熱合金およびその製造方法
CN103189531B (zh) 高温低热膨胀的Ni-Mo-Cr合金
CN111051548B (zh) 可沉淀硬化的钴-镍基高温合金和由其制造的制品
JP7765959B2 (ja) 高温チタン合金
JP2010265550A (ja) Ni−Cr−Mo合金の時効処理
JP3781402B2 (ja) 低熱膨張Ni基超合金
WO2018071328A1 (en) High temperature, damage tolerant superalloy, an article of manufacture made from the alloy, and process for making the alloy
US6544362B2 (en) Two step aging treatment for Ni-Cr-Mo alloys
JP4315582B2 (ja) Co−Ni基耐熱合金およびその製造方法
US5429690A (en) Method of precipitation-hardening a nickel alloy

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050506

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050506

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070221

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070306

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20070606

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20070611

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20070706

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20070711

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20070806

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20070809

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070906

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: 20081014

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20081020

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111024

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4206229

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121024

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121024

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131024

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term