合金部件的制造方法技术

本发明专利技术提供合金部件的制造方法。该合金部件的制造方法具有：原料混合熔化工序，以如下方式混合合金的原料，将其熔化而形成熔融液：分别以5原子％以上35原子％以下的范围含有Co、Cr、Fe、Ni、Ti各元素，并以超过0原子％且8原子％以下的范围含有Mo，余量包含不可避免的杂质；雾化工序，由所述熔融液形成合金粉末；层积造形工序，使用所述合金粉末并通过金属粉末层积造形法形成具有所希望形状的合金层积造形体；和伪固溶化热处理工序，对于所述合金层积造形体，在1080℃以上1180℃以下的温度范围实施伪固溶化热处理，在所述伪固溶化热处理工序后具有时效处理工序，在超过500℃且低于900℃的温度范围实施时效处理。的温度范围实施时效处理。的温度范围实施时效处理。

【技术实现步骤摘要】
合金部件的制造方法
[0001]本申请是申请日为2018年8月9日，申请号为201880003410.8，专利技术名称为《合金部件、该合金部件的制造方法以及使用该合金部件的制造物》的中国专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及使用高熵合金并通过粉末层积造形法制作的合金部件和该合金部件的制造方法、以及使用该合金部件的制造物。

技术介绍

[0003]近年来，作为与现有的合金(例如，在1～3种主要成分元素中微量添加多种副成分元素的合金)的技术理念完全不同的新技术理念的合金，提出了高熵合金(High Entropy Alloy，HEA)。HEA定义为由5种以上的主要金属元素(各自为5～35原子％)构成的合金，其已知表现出如下的特征。
[0004]例如，可以列举(a)吉布斯自由能公式中的混合熵项向负的方向增大，从而引起混合状态的稳定化，(b)因复杂的微细结构引起的扩散延迟，(c)因构成原子的尺寸差引起的高晶格应变所导致的高硬度化、机械特性的温度依赖性下降，(d)因多种元素共存所产生的复合影响(也称为“混合效应”)所导致的耐蚀性的提高等。
[0005]例如，在专利文献1(日本特开2002
‑
173732)中，公开了一种高熵多元合金，其特征在于，在将多种金属元素铸造或合成而形成的高熵多元合金中，该合金含有5种至11种的主要金属元素，各种主要金属元素的摩尔数为合金总摩尔数的5％至30％。此外，记载了上述主要金属元素选自包括铝、钛、钒、铬、铁、钴、镍、铜、锆、钼、钯、银的金属元素组。<br/>[0006]根据专利文献1，能够提供一种高熵多元合金，其在铸造状态下，兼具比现有的碳钢、合金碳钢更高的硬度、更高的耐热性和更高的耐蚀性。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：日本特开2002
‑
173732号公报

技术实现思路

[0010]专利技术要解决的课题
[0011]但是，本专利技术人等对HEA进行了各种研究，发现HEA易于因合金组成的复杂性而产生锻造时的元素偏析、组织斑，难以得到均质的铸锭。合金部件中的元素偏析、组织斑会带来不同部位的特性的偏差，尤其是，存在延性等机械强度劣化、耐蚀性下降等有待解决的课题。
[0012]此外，HEA的硬度高且具有回火软化阻力，因而为难加工性，存在难以通过机械加工来制作成所希望形状的部件这样的问题。这在HEA部件的实用化、商用化中成为巨大的障碍，是有待解决的课题。
[0013]另一方面，如前所述，HEA具有现有合金所无法获得的具有吸引力的特征，因而强
烈要求开发出合金组成、微细组织的均质性优异且形状控制性优异的HEA部件以及其制造方法。
[0014]因此，本专利技术的目的在于使用具有高机械特性和高耐蚀性的高熵合金(HEA)，提供合金组成和微细组织各自的均质性优异且形状控制性优异的合金部件、其制造方法以及使用该合金部件的制造物，以满足上述要求。
[0015]用于解决课题的方法
[0016](I)本专利技术的一个实施方式提供一种合金部件，是使用高熵合金的合金部件，其特征在于，具有下述化学组成：分别以5原子％以上35原子％以下的范围含有Co(钴)、Cr(铬)、Fe(铁)、Ni(镍)、Ti(钛)各元素，并以超过0原子％且8原子％以下的范围含有Mo(钼)，余量包含不可避免的杂质；
[0017]在母相晶粒中分散析出平均粒径100nm以下的极小粒子。
[0018](II)本专利技术的另一个实施方式提供合金部件的制造方法，其为上述合金部件的制造方法，其特征在于，具有：
[0019]混合上述合金的原料，将其熔化并形成熔融液的原料混合熔化工序，
[0020]由上述熔融液形成合金粉末的雾化工序，和
[0021]使用上述合金粉末并通过金属粉末层积造形法形成具有所希望形状的合金层积造形体的层积造形工序。
[0022](III)本专利技术的另一个实施方式提供合金部件的制造方法，其为上述合金部件的制造方法，其特征在于，具有：
[0023]混合上述合金的原料，将其熔化并形成熔融液的原料混合熔化工序，
[0024]由上述熔融液形成合金粉末的雾化工序，
[0025]使用上述合金粉末并通过金属粉末层积造形法形成具有所希望形状的合金层积造形体的层积造形工序，和
[0026]对于上述合金层积造形体，在1080℃以上1180℃以下的温度范围内，实施伪固溶化热处理的伪固溶化热处理工序。
[0027](IV)本专利技术的又一个实施方式提供使用合金部件的制造物，其为使用上述合金部件的制造物，其特征在于，上述制造物是流体机械的叶轮。
[0028]本说明书包括作为本申请的优先权基础的日本专利申请号2017
‑
154657号的公开内容。
[0029]专利技术效果
[0030]根据本专利技术，使用具有高机械特性和高耐蚀性的高熵合金，能够提供合金组成和微细组织各自的均质性优异且形状控制性优异的合金部件、其制造方法以及使用该合金部件的制造物。
附图说明
[0031]图1是显示本专利技术所涉及的合金部件的制造方法的一例的工序图。
[0032]图2是显示激光束熔融法的粉末层积造形装置的构成和层积造形方法的例子的截面示意图。
[0033]图3是显示本专利技术所涉及的伪固溶化合金造形体的微细组织的一例的高角环形暗
场扫描透射电子显微镜图像(HAADF
‑
STEM图像)。
[0034]图4A是显示本专利技术所涉及的伪固溶化合金造形体的微细组织的一例的高角环形暗场扫描透射电子显微镜图像(HAADF
‑
STEM图像)。
[0035]图4B是显示本专利技术所涉及的伪固溶化合金造形体的微细组织的一例的高角环形暗场扫描透射电子显微镜图像(HAADF
‑
STEM图像)。
[0036]图5为使用本专利技术所涉及的合金部件的制造物的一例，是显示流体机械的叶轮的照片。
[0037]图6为使用本专利技术所涉及的合金部件的制造物的另一例，是显示组装了本专利技术叶轮的离心压缩机的截面示意图。
具体实施方式
[0038]本专利技术能够在前述的合金部件(I)中，加以如下的改良、变更。
[0039](i)上述母相晶粒的平均晶粒径为100μm以下。
[0040](ii)上述极小粒子是与上述母相结晶相比上述Ni成分和上述Ti成分得以浓化的结晶性粒子。
[0041](iii)上述化学组成中，以20原子％以上35原子％以下含有上述Co，以10原子％以上25原子％以下含有上述Cr，以10原子％以上25原子％以下含有上述Fe，以15原子％以上30原子％以下含有上述Ni，以5原子％以上15原子％以下含有上述Ti。
[0042](iv)上述化学组成中，以25原子％以上33原子％以下含有上述Co，以15原子％以上23原子％以下含有上述Cr本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种合金部件的制造方法，其特征在于，具有：原料混合熔化工序，以如下方式混合合金的原料，将其熔化而形成熔融液：分别以5原子％以上35原子％以下的范围含有Co、Cr、Fe、Ni、Ti各元素，并以超过0原子％且8原子％以下的范围含有Mo，余量包含不可避免的杂质；雾化工序，由所述熔融液形成合金粉末；层积造形工序，使用所述合金粉末并通过金属粉末层积造形法形成具有所希望形状的合金层积造形体；和伪固溶化热处理工序，对于所述合金层积造形体，在1080℃以上1180℃以下的温度范围实施伪固溶化热处理，在所述伪固溶化热处理工序后具有时效处理工序，在超过500℃且低于900℃的温度范围实施时效处理。2.如权利要求1所述的合金部件的制造方法，其特征在于，所述伪固溶化热处理工序是在所述温度范围保持后，进行水冷或空冷的工序。3.如权利要求1或2所述的合金部件的制造方法，其特征在于，层积造形工序中，在金属粉末层积造形法中所使用的热源是激光。4.如权利要求1或2所述的合金部件的制造方法，其特征在于，所述化学组成中，以20原子％以上35原子％以下含有所述Co，以10原子％以上25原子％以下含有所述Cr，以10原子％以上25原子％以下含有所述Fe，以15原子％以上30原子％以下含...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤枝正，白鸟浩史，桑原孝介，大沼笃彦，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：