由层叠成型体构成的Ni基合金构件、Ni基合金构件的制造方法以及使用Ni基合金构件的产品技术

本发明专利技术提供一种机械特性优异的由Ni‑Cr‑Mo系合金构成的层叠成型体。本发明专利技术的层叠成型体是由以质量比计Ni的含量最多、其次为Cr及Mo的含量多的Ni基合金构成的构件，在晶粒的至少一部分具有Mo的偏析。所述晶粒具有柱状单元组织(CL)，优选为在相邻的单元组织之间存在Mo的偏析。根据本发明专利技术的层叠成型体，可获得850MPa以上的拉伸强度、50％以上的伸长率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】由层叠成型体构成的Ni基合金构件、Ni基合金构件的制造方法以及使用Ni基合金构件的产品
本专利技术涉及一种由层叠成型体构成的Ni基合金构件、所述Ni基合金构件的制造方法以及使用Ni基合金构件的产品。
技术介绍
自从前以来，在化学设备、半导体制造工艺等中使用的构件或零件要求可耐受腐蚀环境的耐腐蚀性。因此，实现了从SUS316L向耐腐蚀性更优异的Ni基合金的转换。例如，提出了专利文献1中所示的含有Cr与Mo的Ni基合金(Ni-Cr-Mo系合金)。然而，对于在更严酷的环境下使用的射出成形用螺杆或油井的挖掘装置等的构件，除了耐腐蚀性以外，要求高强度或硬度等，要求优异的机械特性。专利文献1的Ni-Cr-Mo系合金中，必须进一步提高机械特性。另外，所述构件或零件的设计变得复杂，在模锻或机械加工中也要求赋予难以制作的复杂的形状。近年来，在复杂形状的构件的制作中逐渐应用增材制造。关于增材制造方法，例如如专利文献2所公开那样，反复对原料粉末供给热源而使原料粉末熔融、凝固，从而获得三维形状的增材制造体。根据增材制造方法，即使为复杂形状，也可以终形(netshape)或近终形(Nearnetshape)获得三维形状的制品。再者，如专利文献2所公开那样，“增材制造”这一用语如美国材料试验学会(AmericanSocietyforTestingandMaterials，ASTM)F2792所规定那样成为行业标准用语。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2015-160965号公报专利文献2：日本专利特表2016-502596号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题增材制造方法(AdditiveManufacturing：AM)在可以终形或近终形获得三维形状的制品的方面具有较大的优点。增材制造方法(以下，称为层叠成型)在金属材料的领域中经过熔解、铸造、锻造、压延或金属粉末的烧结等的与之前的工艺不同的工艺来制造金属层叠成型体(以下，称为层叠成型体或简称为成型体)。因此，本专利技术的目的在于提供一种除了通过利用层叠成型而以终形或近终形获得三维形状的制品以外机械特性优异的Ni基合金构件、Ni基合金构件的制造方法以及使用Ni基合金构件的产品。解决问题的技术手段本专利技术的Ni基合金构件是以质量比计Ni的含量最多、其次为Cr及Mo的含量多的Ni基合金构件。所述Ni基合金构件为层叠成型体，且在晶粒的至少一部分具有Mo的偏析。本专利技术的Ni基合金构件中，优选为晶粒具有多个柱状单元组织，在相邻的多个柱状单元组织之间存在Mo的偏析。Mo的偏析的Mo浓度优选为比晶粒内的母相的Mo浓度高3at％以上。本专利技术的Ni基合金构件中，优选为柱状单元组织的横剖面中的圆近似径的平均直径为1000nm以下。在利用透射电子显微镜剖面观察柱状单元组织时，利用位错长度/评价体积(其中，评价体积为观察面积×试样厚度)求出的位错密度优选为1012m-2以上。本专利技术的Ni基合金构件中，优选为晶粒的平均粒径为80μm～150μm。本专利技术的Ni基合金构件中，优选为维氏硬度为200HV10以上。另外，本专利技术的Ni基合金构件中，优选为拉伸强度为850MPa以上，伸长率为50％以上。本专利技术也提供一种使用了所述Ni基合金构件的产品。作为所述产品的一例，可列举半导体制造装置。本专利技术也提供一种Ni基合金构件的制造方法。所述制造方法的特征在于包括通过使用了激光束或电子束的层叠成型，而获得由Ni基合金构成的层叠成型体的步骤，所述Ni基合金构成的层叠成型体以质量比计Ni的含量最多、其次为Cr及Mo的含量多，在伴随层叠成型的熔融、凝固时，形成具有多个柱状单元组织的晶粒，在晶粒的内部且相邻的多个柱状单元组织之间形成Mo的偏析。本专利技术的Ni基合金构件的制造方法中，柱状单元组织优选为横剖面中的圆近似径的平均直径为1000nm以下。本专利技术的Ni基合金构件的制造方法中，可在800℃以上且1300℃以下对层叠成型体进行热处理。所述热处理优选为在0.5小时以上且3小时以下进行。另外，本专利技术的Ni基合金构件的制造方法中，可在600℃以上且小于800℃下进行时效热处理。所述时效热处理优选为在20小时以上且100小时以下进行。通过时效热处理，金属间化合物析出。专利技术的效果根据本专利技术，可提供一种除了耐腐蚀性以外机械特性也优异且适合于获得终形或近终形的Ni基合金构件、Ni基合金构件的制造方法以及使用Ni基合金构件的产品。附图说明[图1]是表示层叠成型中的激光束等的扫描形态的图。[图2]是利用扫描透射电子显微镜(ScanningTransmissionElectronMicroscopy，STEM)观察层叠成型体的刚形成的(asbuilt)面(刚形成的(asbuilt)面：未实施研磨、切削等机械加工或热处理的层叠成型状态下的面)的STEM图像，左侧为DF-STEM图像，右侧为BF-STEM图像。[图3]是用于说明Mo偏析阻碍单元组织内的位错的移动结合的示意图，且是对图2所示的BF-STEM图像进行简化的图。[图4]表示本实施例中的层叠成型体的蚀刻后的显微组织照片，(a)表示XY面的通过光学显微镜观察到的组织，(b)表示Z面的通过光学显微镜观察到的组织，(c)表示Z面的通过扫描式电子显微镜(ScanningElectronMicroscopy，SEM)观察到的组织，(d)是参照(c)描绘的示意图。[图5]是表示本专利技术的实施例中的腐蚀试验的结果的图表。[图6](a)表示锻压体(未蚀刻)的利用SEM所得的反射电子图像，(b)表示层叠成型体1(未蚀刻)的利用SEM所得的反射电子图像，(c)表示利用SEM及能量分散型X射线分光法(EnergyDispersiveX-raySpectroscopy，EDX)观察到的层叠成型体1的Mo的组成图，(d)表示层叠成型体1(蚀刻后)的固溶处理后的利用SEM所得的反射电子图像。再者，图6(c)的左侧是利用SEM观察到的成型体1的Mo的SEM图像，图6(c)的右侧是利用EDX(EnergyDispersiveX-raySpectroscopy：能量分散型X射线分光法)观察到的成型体1的Mo的EDX图像。[图7]是利用STEM观察经过热处理后的层叠成型体2的STEM图像，左侧为DF-STEM图像，右侧为BF-STEM图像。[图8](a)是表示对层叠成型体1(未蚀刻)进行电子衍射时的三个限制视野衍射区域的图，(b)表示所述三个区域中的电子衍射图像。[图9]是在图2所示的STEM图像(BF-STEM图像)中追加了四方框部的图。四方框部表示晶粒中的母相的EDX分析位置。[图10]是在图2所示的成型体1的STEM图像(BF-STEM图像)中追加表示单元边界的EDX分析位置的符号1、2、3、4的图。[图11]表示观察实施例中的表层部的元素的行为的结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Ni基合金构件，是以质量比计Ni的含量最多、其次为Cr及Mo的含量多的Ni基合金构件，/n所述Ni基合金构件为层叠成型体，且在晶粒的至少一部分具有Mo的偏析。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20190304 JP 2019-0387241.一种Ni基合金构件，是以质量比计Ni的含量最多、其次为Cr及Mo的含量多的Ni基合金构件，
所述Ni基合金构件为层叠成型体，且在晶粒的至少一部分具有Mo的偏析。


2.根据权利要求1所述的Ni基合金构件，其中
所述晶粒具有多个柱状单元组织，
在相邻的所述多个柱状单元组织之间存在所述Mo的偏析。


3.根据权利要求1或2所述的Ni基合金构件，其中所述Mo的偏析的Mo浓度比所述晶粒内的母相的Mo浓度高3at％以上。


4.根据权利要求2所述的Ni基合金构件，其中
所述柱状单元组织的横剖面中的圆近似径的平均直径为1000nm以下。


5.根据权利要求2或4所述的Ni基合金构件，其中在利用透射电子显微镜剖面观察所述柱状单元组织时，利用位错长度/评价体积(其中，评价体积为观察面积×试样厚度)求出的位错密度为1012m-2以上。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的Ni基合金构件，其中所述晶粒的平均粒径为80μm～150μm。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的Ni基合金构件，其中
维氏硬度为200HV10以上。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的Ni基合金构件，其中
拉伸强度为850MPa以上。


9.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：太期雄三，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP