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高強度・高耐蝕性Ni基非晶質合金 コモンズ

国内特許コード P010000372
整理番号 E051P11
掲載日 2003年1月17日
出願番号 特願平11-163045
公開番号 特開2000-345309
登録番号 特許第3880245号
出願日 平成11年6月9日(1999.6.9)
公開日 平成12年12月12日(2000.12.12)
登録日 平成18年11月17日(2006.11.17)
発明者
  • 井上 明久
  • 金 星圭
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 高強度・高耐蝕性Ni基非晶質合金 コモンズ
発明の概要 【課題】 ガラス形成能、加工性、機械的強度に優れたNi系非晶質合金の提供。
【構成】 式:Ni100-a-b-c Nba (Zr,Ti,Hf)b (Co,Fe,Cu,Pd)c [ただし、式中のa~cは、原子比率であり、それぞれa=10~28,b=10~28,c=0~15,a+b=35~42,a+b+c=35~50であり、残部はNiおよび不可避的不純物から構成される]で示される組成を有し、30K以上の過冷却液体領域と800K以上のガラス遷移温度を兼備した、非晶質相を体積百分率で50%以上含む高強度・高耐蝕性Ni基非晶質合金。この合金は、0.5mm2 以上の断面積と2,500MPa以上の圧縮強度を有する。
従来技術、競合技術の概要


溶融状態の合金を急冷することにより薄帯状、フィラメント状、粉粒体状等、種々の形状を有する非晶質金属材料が得られることはよく知られている。非晶質合金薄帯は、大きな冷却速度の得られる片ロール法、双ロール法、回転液中紡糸法等の方法によって容易に製造できるので、これまでにもFe系、Ti系、Co系、Pd系、Cu系、Zr系、またはNi系合金について数多くの非晶質合金が得られており、高耐食性、高強度等の非晶質合金特有の性質が明らかにされている。例えば、Ni基非晶質合金としては、Ni-Pd-Si-B-Al(特開平6-25807号公報)、Ni-Si-B(特開平8-269647公報)、Ni-P-B(特開平9-143642公報)などが知られている。



しかし、上述した製造方法によって得られる非晶質合金は、薄帯やフイラメントに限られており、それらを用いて最終製品形状へ加工することも困難なことから、工業的にみて、その用途がかなり限定されていた。



従来より報告されている非晶質合金の中には、一定の昇温速度で加熱すると結晶化する前に過冷却液体状態に遷移し、急激な粘性低下を示すものが知られている。例えば、Zr-A1-Ni-Cu非晶質合金では毎分40℃の加熱速度で、結晶化までに約120℃程度の間、過冷却液体領域として存在できると報告されている(「日本金属学会欧文誌」,1991年,32巻,1005項参照)。



このような過冷却液体状態では、非晶質合金の粘性が低下しているために閉塞鍛造等の方法により任意形状の合金成形体を作製するすることが可能であり、非晶質合金からなる歯車なども作製されている(「日刊工業新聞」,1992年,11月12日号)。したがって、広い過冷却液体領域を有する非晶質合金は、結晶化に対して大きな抵抗力、言い換えれば優れた非晶質形成能を有するとともに、優れた加工性をも兼備していると言える。



一方、本発明と関連するNi基非晶質合金では、主に磁気的性質(例えば、「Sci.Rep.RITU」,1979年,A-27巻,127項参照)および耐食性(例えば「Sci.Rep.RITU」,1980年,A-28巻,156項参照)について着目した研究が行われてきた。これらのNi基非晶質合金は、Ni-半金属(Si,B,P,C)系で示される組成を有し、主に上述の単ロール法により作製されたリボン状試料で研究がなされた。しかしながら、実用的な使用を鑑みた大形状Ni基非晶質合金、言い換えれば非晶質形成能に優れたNi基非晶質合金に関する研究開発は進んでいない。

産業上の利用分野


本発明は、高強度、高耐蝕性および非晶質形成能に優れたNi基非晶質合金に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
式:Ni100-a-bNba (Zr,Ti,Hf)b[ただし、式中のa,bは、原子比率であり、それぞれa=10~28,b=10~28,a+b=35~42であり、残部はNiおよび不可避的不純物から構成される]で示される組成を有し、30K以上の過冷却液体領域と800K以上のガラス遷移温度を兼備した、非晶質相を体積百分率で70%以上含み、金型鋳造法で得られた直径1mmの線状の合金塊試料について測定した圧縮強度が2,500MPa以上であることを特徴とする高強度・高耐蝕性Ni基非晶質合金。

【請求項2】
式:Ni100-a-b-c Nba (Zr,Ti,Hf)b (Co,Fe,Cu,Pd)c [ただし、式中のa~cは、原子比率であり、それぞれa=10~28,b=10~28,c≦15,a+b=35~42,a+b+c=35~50であり、残部はNiおよび不可避的不純物から構成される]で示される組成を有し、30K以上の過冷却液体領域と800K以上のガラス遷移温度を兼備した、非晶質相を体積百分率で70%以上含み、金型鋳造法で得られた直径1mmの線状の合金塊試料について測定した圧縮強度が2,500MPa以上であることを特徴とする高強度・高耐蝕性Ni基非晶質合金。
国際特許分類(IPC)
画像

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出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) ERATO 井上過冷金属プロジェクト 領域
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