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高靭性・高強度の高融点金属系合金材料及びその製造方法

シーズコード S130009584
掲載日 2013年6月5日
研究者
  • 高田 潤
  • 長江 正寛
  • 平岡 裕
  • 竹元 嘉利
技術名称 高靭性・高強度の高融点金属系合金材料及びその製造方法
技術概要 高純度のMo粉末及びTiC粉末を原材料として圧粉体を作製し、これを1800℃の水素雰囲気中で焼結を行って、Mo-0.5wt%Ti合金焼結体とした。次に熱間・温間圧延、冷間圧延を経て厚さ1mmの板材とし、ここから角棒状加工材を切り出した。加工材の表面を研磨後、電解研磨を行った。第1段窒化処理として、1atmのNガス気流中で、1000℃、16時間、優先窒化を行い、加工材の表面部に超微細TiN粒子が分散した領域有する加工材を作製した。これに第2段窒化処理として、Nガス気流中で1500℃、24時間、加熱処理した。得られた加工材の組織観察、硬さ試験を行った。TiN粒子の大きさは約1.5nmで、第1段窒化処理により超微細TiN粒子をMo母相中に分散析出させ、第2段窒化処理で超微細TiN粒子の粒成長、微細TiNの存在部位の拡大などが起こる。第1段窒化処理により超微細TiN粒子(大きさは約1.5nm)を分散させた領域(表面から約120μm)では、母相の加工組織を保ったまま、TiN粒子を大きな(直径約10~20nm,長さ約40~150nm)棒状TiN粒子として成長、安定化している。
画像

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研究分野
  • 分散強化合金
展開可能なシーズ 微細窒化物分散粒子の形態(板状、球状)と大きさ分布を制御し、分散粒子により結晶粒界をピン止めして再結晶を阻止することにより靭性、強度を著しく向上させた高融点金属系合金材料を提供する。
Mo,W,Crの1種を母相とする合金加工材中に固溶されたTi,Zr,Hf,V,Nb,Taの少なくとも1種から選ばれる窒化物形成用金属元素を内部窒化することによって形成された微細窒化物を母相中に分散含有する合金加工材を得る。表面側及び内部側が共に加工組織を維持した構造、又は表面側が加工組織であり内部側が再結晶組織である二層構造、のいずれかであり、表面側は加工組織を維持したまま窒化物析出粒子が粒成長した組織である。合金材料が比較的薄い場合は、加工材の内部まで加工組織を維持した構造とすることができる。これにより、クラック伝播を阻止して高温における靭性、強度を従来材よりも飛躍的に高めることができ、簡易な優先窒化処理により作製できる上に、窒化前に製品加工できるために加工処理が容易でかつ省エネルギー的であって、実用化容易な利点を有する。
用途利用分野 金属系合金材料、高融点金属系合金材料、高融点金属系合金材料製造法、高靭性・高強度金属系合金材料
出願特許   特許 国際特許分類(IPC)
( 1 ) 独立行政法人科学技術振興機構, . 高田 潤, 長江 正寛, 平岡 裕, 竹元 嘉利, . 高靭性・高強度の高融点金属系合金材料及びその製造方法. 特開2001-073060. 2001-03-21
  • C22C  27/04     
  • C22C  27/06     
  • C23C   8/24     
  • B22F   3/24     
  • C01B  21/06     

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