Top > Search of Japanese Patents > (In Japanese)高耐熱性,高強度Co基合金及びその製造方法

(In Japanese)高耐熱性,高強度Co基合金及びその製造方法 commons

Patent code P110004127
File No. A281P16
Posted date Jul 7, 2011
Application number P2007-535454
Patent number P4996468
Date of filing Sep 5, 2006
Date of registration May 18, 2012
International application number JP2006317939
International publication number WO2007032293
Date of international filing Sep 5, 2006
Date of international publication Mar 22, 2007
Priority data
  • P2005-267964 (Sep 15, 2005) JP
Inventor
  • (In Japanese)石田 清仁
  • (In Japanese)貝沼 亮介
  • (In Japanese)及川 勝成
  • (In Japanese)大沼 郁雄
  • (In Japanese)佐藤 順
Applicant
  • (In Japanese)独立行政法人科学技術振興機構
Title (In Japanese)高耐熱性,高強度Co基合金及びその製造方法 commons
Abstract (In Japanese)質量比でAl:0.1~10%,W:3.0~45%,Co:残部を基本組成とし、L12型の金属間化合物〔Co3(Al,W)〕が分散析出したCo基合金である。Coの一部をNi,Ir,Fe,Cr,Re,Ruで、Al,Wの一部をNi,Ti,Nb,Zr,V,Ta,Hfで置換しても良い。金属間化合物〔Co3(Al,W)〕は融点が高く、マトリックスに対する格子定数ミスマッチも小さいので、Ni基合金に匹敵する高温強度,優れた組織安定性が付与されたCo基合金となる。
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


ガスタービン部材,飛行機用エンジン部材,化学プラント部材,ターボチャージャーロータ等の自動車用エンジン部材,高温炉部材等では、高温環境下で強度が必要とされ、優れた耐酸化性が要求される場合もある。そのため、Ni基合金やCo基合金がこのような高温用途に使用されてきた。たとえば、タービンブレード等の代表的な耐熱材料に、L12構造のγ’相:Ni3(Al,Ti)で強化されたNiベースのスーパーアロイがある。γ’相は、温度上昇に伴い強度も高くなる逆温度依存性を呈することから、耐熱材料の高強度化には好適である。
耐食性,延性が必要な高温用途では、Ni基合金よりもCo基合金が使用されている。Co基合金は、M23C6又はMC型炭化物により高強度化される。Ni基合金のγ’相の結晶構造と同じL12型構造を有するCo3Ti,Co3Ta等が強化相として報告されているが、Co3Tiは融点が低くCo3Taは高温での安定性に乏しい。そのため、Co3TiやCo3Taを強化相とする材料では、合金元素の添加によっても使用温度の上限が750℃程度に過ぎない。Ni,Al,Ti等を添加しγ’相〔Ni3(Al,Ti)〕により析出強化することも特開昭59-129746号公報で報告されているが、Ni基合金ほど著しい強化が得られていない。γ’相と類似の結晶構造であるE21型金属間化合物を有するCo3AlC相を利用した析出強化(特開平10-102175号公報)も検討されているが、未だ実用化に至っていない。

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、高温強度が要求される用途や高強度,高弾性が要求される用途等に好適なCo基合金及びその製造方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
  質量比でAl:0.1~10%、W:3.0~45%で両者の合計が50%未満であって、残部が不可避的不純物を除きCoの組成を有するCo基合金であって、
前記Co基合金が、fcc構造を有するCo主体のマトリックス相(γ相)と、
原子比でCo3(Al,W)のL12構造を有するfcc構造の金属間化合物からなり、前記マトリックス相の粒内に析出する析出相(γ´相)とを有し、
前記Co基合金のマトリックス相(γ相)と前記Co3(Al,W)の析出相(γ´相)との格子定数のミスマッチが0.5%以下で、
前記Co3(Al,W)の析出相(γ´相)は、粒径が50nm~1μmで、析出量が40~85体積%の範囲にあり、かつ、
前記Co基合金が、800℃におけるビッカース硬度が250以上である
ことを特徴とするCo基合金。
【請求項2】
  請求項1に記載のCo基合金において、
前記Co基合金は、
前記Co3(Al,W)の析出相(γ´相)と前記マトリックス相(γ相)とに対する分配係数が1未満であって、主に、前記Co3(Al,W)のCoと置換するIr、Fe、Cr、Mo、Re、Ruの群の中から選択される少なくとも1つ以上の元素を添加する
ことを特徴とするCo基合金。
【請求項3】
  請求項1又は2に記載のCo基合金において、
前記Co基合金は、
前記Co3(Al,W)の析出相(γ´相)と前記マトリックス相(γ相)とに対する分配係数が1以上であって、主に、前記Co3(Al,W)のAl及び/又はWと置換するNi、Ti、Nb、Zr、V、Ta、Hfの群の中から選択される少なくとも1つ以上の元素を添加する
ことを特徴とするCo基合金。
【請求項4】
  請求項3に記載のCo基合金において、
前記Co基合金は、
前記Co3(Al,W)のCo、Al,Wとのいずれとも置換するNiを添加し、
前記Niの添加量と前記Coと置換する元素と前記Al及び/又はWと置換する元素が、50%以下のNi、50%以下のIr、10%以下のFe、20%以下のCr、15%以下のMo、10%以下のRe、10%以下のRu、10%以下のTi、20%以下のNb、10%以下のZr、10%以下のV、20%以下のTa、10%以下のHfであって、合計した量が50%以下で添加する
ことを特徴とするCo基合金。
【請求項5】
  請求項1ないし4のいずれかに記載のCo基合金において、
前記Co基合金は、
結晶粒界に析出する0.001~1%のB及び/又は0.001~2.0%のCを添加する
ことを特徴とするCo基合金。
【請求項6】
  請求項1ないし5のいずれかに記載のCo基合金において、
前記Co基合金は、
マトリックス相(γ相)に析出する0.01~1.0%のY及び/又は0.01~1.0%のLa又はミッシュメタルを添加する
ことを特徴とするCo基合金。
【請求項7】
  請求項1ないし6のいずれかに記載のCo基合金において、
前記Co基合金は、
マトリックス相(γ相)に析出する原子比でCo3WのDO19型金属間化合物、原子比でCoAlのB2金属間化合物、炭化物の群から選択される1つ以上の析出物を有する
ことを特徴とするCo基合金。
【請求項8】
  高耐熱性、高強度を有するCo基合金の製造方法において、
前記Co基合金の製造方法が、
請求項1ないし7のいずれかに記載のCo基合金を所定形状に成形した後、
1100~1400℃の温度域で溶体化した後、温度域:500~1100℃での時効処理を施して製造する
ことを特徴とするCo基合金の製造方法。
Industrial division
  • (In Japanese)冶金、熱処理
  • Alloy
IPC(International Patent Classification)
State of application right Right is in force
Reference ( R and D project ) CREST The Innovation of Simulation Technology and the Construction of Foundations for Its Practical Use AREA
Please contact us by E-mail or facsimile if you have any interests on this patent.


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close