耐热合金材料以及将其加工成形而得的弹性部件制造技术

本发明专利技术涉及耐热合金材料以及将所述耐热合金材料加工成形而得的弹性部件，所述耐热合金材料的特征在于，由以下成分组成的合金组成：以质量％计，Ni：40～62％、Cr：13～20％、Nb+Ta：0.2～2.0％、Ti：1.5～2.8％、Al：1.0～2.0％(其中，Ti/Al：2.3以下)、W：3.0％以下、Mo：2.0％以下(其中，Mo+(1/2)W：1.0～2.5％)、Cu：0.1～3.0％、B：0.001～0.010％、Zr：0.01～0.05％、余量由Fe和不可避免的杂质组成，所述耐热合金材料为具有平均结晶粒径大于100μm且为250μm以下的压延退火组织且厚度为1.5mm以下的板材。材。材。

【技术实现步骤摘要】
耐热合金材料以及将其加工成形而得的弹性部件


[0001]本专利技术涉及用于在高温下使用的机器的弹性部件的由Ni
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Fe基合金构成的析出强化型耐热合金材料、以及将其加工成形而得的弹性部件。

技术介绍

[0002]近年来，随着废气温度的升高，汽车用涡轮增压器的使用温度也随之升高，对垫片、碟形弹簧这样的构成部件也要求更高的耐热性。作为在这样的高温环境下使用的弹性部件，例如使用了由析出强化型的Ni
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Fe基合金Inconel 718(商品名)合金构成的耐热合金材料。但是，对于该合金，在800℃以上的高温区域内，作为强化相的γ”相和γ'相转变为对机械强度的强化没有贡献的δ相，因此高温强度显著降低，无法维持作为弹性部件的弹簧特性。
[0003]另外，虽然用于飞机的涡轮部件的Ni
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Cr合金Nimonic 263(商品名)在800℃时表现出优异的高温机械强度，但是当其暴露于更高的温度区域时，作为强化相的γ'相消失，依然无法期待高温下的弹簧特性。另外，由于含有接近20％的Co，因此在材料成本方面是不利的。
[0004]这里，专利文献1公开了一种由不含Co的Ni
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Fe基合金构成的耐热合金材料，其可以代替奥氏体系不锈钢用于汽车发动机的气缸盖的金属垫片。通过将即使在冷加工中也可以容易地成形的合金板材在不进行积极时效处理的状态下使用，在高温使用过程中γ'相析出于奥氏体基体中，从而可以维持高的高温强度。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本专利第6270194号公报

技术实现思路

[0008][专利技术所要解决的课题][0009]在由Ni
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Fe基合金构成的耐热合金材料中，需要可以在高于以往的800℃的温度、例如直到最高900℃使用的弹性部件。另一方面，在专利文献1的由不含Co的Ni
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Fe基合金构成的耐热合金材料中，作为垫片的设想使用温度为600℃～800℃，不一定设想在850℃以上的温度下使用。
[0010]本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供可以在直到最高900℃使用的、由用于在高温下使用的机器的弹性部件的Ni
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Fe基合金构成的析出强化型的耐热合金材料以及将其加工成形而得的弹性部件。
[0011][用于解决课题的手段][0012]本专利技术涉及的耐热合金材料具有以下特征：以质量％计，由以下成分组成的合金组成：Ni：40～62％、Cr：13～20％、Nb+Ta：0.2～2.0％、Ti：1.5～2.8％、Al：1.0～2.0％(其中，Ti/Al：2.3以下)、W：3.0％以下、Mo：2.0％以下(其中，Mo+(1/2)W：1.0～2.5％)、Cu：0.1
～3.0％、B：0.001～0.010％、Zr：0.01～0.05％、C：0.08％以下、Si：1.0％以下、Mn：1.0％以下、P：0.02％以下、S：0.01％以下、Ca：0.01％以下、Mg：0.01％以下、余量由Fe和不可避免的杂质组成，所述耐热合金材料为具有平均结晶粒径大于100μm且为250μm以下的压延退火组织且厚度为1.5mm以下的板材。
[0013]根据这些特征，通过加工成形并进行时效处理，可以提供即使在直到最高900℃的高温下使用也能够维持作为弹性部件的机械强度的耐热合金材料。
附图说明
[0014][图1]图1为示出本专利技术涉及的耐热合金材料及弹性部件的制造方法的流程图。
[0015][图2]图2为示出不存在γ'粒子的白色组织的金属剖面的示意图。
[0016][图3]图3(a)和图3(b)为实施例和比较例的成分组成的一览表。
[0017][图4]图4为实施例和比较例的试验结果的一览表。
[0018][图5]图5为实施例9的加热试验后的剖面组织照片。
[0019][符号的说明][0020]1 γ'粒子
[0021]2 白色组织
[0022]3 板状析出物
[0023]4 碳氮化物
具体实施方式
[0024]使用图1和图2，对作为本专利技术涉及的一个实施例的耐热合金材料和将该耐热合金材料加工成形而得的弹性部件进行说明。
[0025]本实施例涉及的耐热合金材料通过具有以下成分组成的Ni
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Fe基合金而得到：以质量％计，包含Ni：40～62％、Cr：13～20％、Nb+Ta：0.2～2.0％、Ti：1.5～2.8％、Al：1.0～2.0％(其中，Ti/Al：2.3以下)、W：3.0％以下、Mo：2.0％以下(其中，Mo+(1/2)W：1.0～2.5％)、Cu：0.1～3.0％、B：0.001～0.010％、Zr：0.01～0.05％、C：0.08％以下、Si：1.0％以下、Mn：1.0％以下、P：0.02％以下、S：0.01％以下、Ca：0.01％以下、Mg：0.01％以下、余量实质上为Fe。
[0026]如图1所示，通过热锻造等将该Fe
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Ni基合金制成板坯(slab)或铸坯(billet)，进一步通过热压延而成形为所需形状(热压延：S1)。进一步，进行冷压延以获得预定的压延比，从而赋予加工应变(冷压延：S2)。接着，进行退火处理，以通过加热部分地缓和由加工应变引起的应力(退火处理：S3)。在冷压延(S2)中，可以分开进行多次压延，在每次压延后同样地进行退火处理(S3)。设定各工序的条件，以在最终的退火处理(S3)之后得到具有平均结晶粒径大于100μm且为250μm以下的压延退火组织且厚度为1.5mm以下的板材。
[0027]需要说明的是，为了在800℃以上的温度、例如900℃左右的温度的使用环境下保持高的蠕变强度，需要平均结晶粒径比较大。另一方面，如果过大，则延性降低，从而导致加工性受损。因此，平均结晶粒径设在上述大于100μm且为250μm以下的范围内。平均结晶粒径更优选设在120μm～200μm的范围内。需要说明的是，关于平均结晶粒径，基于JIS G0551:2013，在板宽方向的剖面(TD剖面)中在厚度方向的中央部进行测定。
[0028]由此，能够获得γ'析出硬化型的耐热合金材料。这样，本实施例的耐热合金材料以退火处理(S3)作为最终工序而得到。
[0029]另外，将得到的耐热合金材料通过切断或机械加工等加工成形为预定的形状(加工成形：S4)，并通过时效处理使由γ'相构成的微细析出物分散析出在晶粒内进行硬化(时效处理：S5)，从而可以得到金属垫片、碟形弹簧、板弹簧等弹性部件。此时，弹性部件的硬度优选通过时效处理(S5)调整在Hv300～450的范围内。
[0030]由此，可以制成可用于直到最高900℃的、在高温下使用的机器的弹性部件。
[0031]需要说明的是，上述成分组成可以进一步包含Co：0.05～5.0质量％。通过添加Co，可以提高蠕变强度。
[0032]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐热合金材料，其特征在于，由以下成分组成的合金组成：以质量％计，Ni：40～62％、Cr：13～20％、Nb+Ta：0.2～2.0％、Ti：1.5～2.8％、Al：1.0～2.0％(其中，Ti/Al：2.3以下)、W：3.0％以下、Mo：2.0％以下(其中，Mo+(1/2)W：1.0～2.5％)、Cu：0.1～3.0％、B：0.001～0.010％、Zr：0.01～0.05％、C：0.08％以下、Si：1.0％以下、Mn：1.0％以下、P：0.02％以下、S：0.01％以下、Ca：0.01％以下、Mg：0.01％以下、余量由Fe和不可避免的杂质组成，所述耐热合金材料为具有平均结晶粒径大于100μm且为250μm以下的压延退火组织且厚度为1.5mm以下的板材。2.根据权利要求1所述的耐热合金材料，其特征在于，所述成分组成进一步包含Co：0.05～5.0质量％。3.根据权利要求1或2所述的耐热合金材料，其特征在于，所述成分...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊谷祥希，鹫见芳纪，植田茂纪，
申请(专利权)人：大同特殊钢株式会社，
类型：发明
国别省市：