合金材料、使用该合金材料的合金制造物以及具有该合金制造物的机械装置制造方法及图纸

提供能够抑制不希望的金属间化合物相的粗大粒生长、凝聚析出的合金材料、使用了该合金材料的合金制造物以及具有该合金制造物的机械装置。本发明专利技术的合金材料分别以5原子％以上且40原子％以下的范围含有Co、Cr、Fe、Ni各元素，含有大于0原子％且8原子％以下的Mo，含有1原子％以上且小于8原子％的Ti，含有大于0原子％且4原子％以下的Ta和Nb中的至少一种，并且所述Ti与所述Ta和所述Nb中的至少一种的合计为3原子％以上且8原子％以下，余部由不可避免的杂质构成。使用该合金材料的合金制造物的η相和Laves相的尺寸为1μm以上的析出物的合计占有率被抑制在5面积％以下。计占有率被抑制在5面积％以下。计占有率被抑制在5面积％以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】合金材料、使用该合金材料的合金制造物以及具有该合金制造物的机械装置


[0001]本专利技术涉及耐腐蚀性和机械特性优异的合金的技术，特别涉及被称为高熵合金的合金材料、使用了该合金材料的合金制造物以及具有该合金制造物的机械装置。

技术介绍

[0002]近年来，作为与以往的合金(例如，在1～3种主要成分元素中微量添加了多种副成分元素的合金)的技术思想有显著区别的新技术思想的合金，提出了高熵合金(HEA)/多种主要元素合金(MPEA)。HEA/MPEA是指由至少4种主要金属元素(分别占不到一半，例如5～35原子％)构成的合金，已知表现出如下特征。
[0003]例如，可以举出：(a)因吉布斯自由能公式中的混合熵项向负方向增大而引起的混合状态的稳定化，(b)因复杂的微细结构而引起的扩散延迟，(c)由构成原子的尺寸差引起的高晶格应变所导至的机械特性的提高，(d)由多种元素共存引起的复合影响(也称为鸡尾酒效应)所导至的耐腐蚀性的提高等。
[0004]例如，专利文献1(WO2017/138191A1)中公开了一种合金构件，其是使用了高熵合金的合金构件，分别以5原子％以上且35原子％以下的范围含有Co(钴)、Ni(镍)、Cr(铬)、Fe(铁)、Ti(钛)各元素，且以超过0原子％且8原子％以下的范围含有Mo(钼)，余部由不可避免的杂质构成，在母相晶粒中分散析出有平均粒径40nm以下的极小粒子。
[0005]根据专利文献1，使用具有高机械强度且高耐腐蚀性的高熵合金，能够提供合金组成及微细组织的均质性优异且形状控制性优异的合金构件。
[0006]另外，专利文献2(WO2019/088157A1)中公开了一种合金材料，其分别以5原子％以上且35原子％以下的范围含有Co、Cr、Fe、Ni、Ti各元素，以大于0原子％且小于8原子％的范围含有Mo，并且以大于0原子％且4原子％以下的范围含有具有比上述Co、Cr、Fe和Ni的原子半径大的原子半径的元素，余部由不可避免的杂质构成。
[0007]在专利文献2中，以专利文献1的化学组成为基础，通过添加Ta、Nb、Hf、Zr和Y中的一种以上作为具有更大的原子半径的元素，能够提供显示更高的机械特性和/或更高的耐腐蚀性的合金材料。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1：国际公开第2017/138191号
[0011]专利文献2：国际公开第2019/088157号

技术实现思路

[0012]专利技术所要解决的课题
[0013]专利文献1、专利文献2中记载的合金材料在母相晶粒中分散析出有极小粒子，关于机械特性和耐腐蚀性，具有与其他Ni基合金、不锈钢等同等以上的优异特性。但是，若不
希望的金属间化合物相(例如η相(Ni3Ti相)、Laves相(Fe2Ti相)等)粗大晶粒生长或凝聚析出，则该合金材料的机械特性(例如拉伸强度、延展性)会大幅降低。
[0014]本专利技术人等以专利文献1、专利文献2中记载的合金材料为基础，研究了各种应用，结果发现，随着要制造的合金制造物体积的变大，析出物的控制变得困难。对其主要原因进行了各种调查和考察，结果认为，该现象是由于该合金制造物的热容量变大导致的，影响到假熔体化热处理工序中的冷却速度难以控制。
[0015]从合金制造物的可靠性、制造成品率的观点出发，优选合金制造物不受其体积、热容量(以下记载为体积/热容量)影响而再现性良好地显示所期待的特性，因此，期望能够控制并抑制不希望的金属间化合物相的粗大晶粒生长、凝聚析出。
[0016]因此，本专利技术的目的在于，提供能够抑制不希望的金属间化合物相(例如η相(Ni3Ti系的相)、Laves相(Fe2Ti系的相)等)的粗大粒生长、凝聚析出的合金材料、使用了该合金材料的合金制造物以及具有该合金制造物的机械装置。
[0017]用于解决课题的方法
[0018](I)本专利技术的一个方式提供一种合金材料，其特征在于，分别以5原子％以上且40原子％以下的范围含有Co、Cr、Fe、Ni各元素，含有大于0原子％且8原子％以下的Mo，含有1原子％以上且小于8原子％的Ti，含有大于0原子％且4原子％以下的Ta和Nb中的至少一种，并且上述Ti与上述Ta和上述Nb中的至少一种的合计为3原子％以上且8原子％以下，余部由不可避免的杂质构成。
[0019]本专利技术可以在上述合金材料(I)中施加如下的改良、变更。
[0020](i)含有2原子％以上且小于5原子％的上述Ti。
[0021](ii)含有25原子％以上且38原子％以下的上述Co，含有16原子％以上且23原子％以下的上述Cr，含有12原子％以上且20原子％以下的上述Fe，含有17原子％以上且28原子％以下的上述Ni，含有1原子％以上且7原子％以下的上述Mo。
[0022](II)本专利技术的另一方式提供一种合金制造物，其使用上述合金材料，其特征在于，在使用扫描型电子显微镜观察上述合金制造物的截面的二次电子图像时，η相和Laves相的尺寸为1μm以上的析出物的合计占有率为5面积％以下。
[0023]本专利技术可以在上述的合金制造物(II)中施加如下的改良、变更。
[0024](iii)在上述合金制造物的母相晶粒中分散析出有平均粒径130nm以下的极小粒子。
[0025](III)本专利技术的又一方式是一种机械装置，其具有上述合金制造物。
[0026]专利技术效果
[0027]根据本专利技术，可提供能够抑制规定的金属间化合物相的粗大粒生长、凝聚析出的合金材料、使用了该合金材料的合金制造物以及具有该合金制造物的机械装置。
附图说明
[0028]图1是表示本专利技术的合金制造物的截面微细组织的一例的扫描型电子显微镜(SEM)的二次电子图像。
[0029]图2是表示作为具有本专利技术的合金制造物的机械装置的一例的动力传递装置的示意图。
[0030]图3是表示本专利技术的合金制造物的制造方法的一例的工序图。
[0031]图4A是表示使用了合金材料A3的合金制造物P3的试样的截面微细组织的SEM二次电子图像。
[0032]图4B是表示使用了合金材料A2的合金制造物P2的试样的截面微细组织的SEM二次电子图像。
[0033]图5是以高倍率观察合金制造物P1的试样的SEM二次电子图像。
[0034]图6A是表示使用了合金材料A7的合金制造物P7的试样的截面微细组织的SEM二次电子图像。
[0035]图6B是表示使用了合金材料A8的合金制造物P8的试样的截面微细组织的SEM二次电子图像。
[0036]图6C是表示使用了合金材料A11的合金制造物P11的试样的截面微细组织的SEM二次电子图像。
[0037]图7是通过扫描型透射电子显微镜观察得到的母相晶粒的暗场像(a)和母相晶粒的电子衍射图案(b)。
[0038]图8是表示通过能量色散型X射线分析得到的母相晶粒中的极小粒子的元素分布的图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种合金材料，其特征在于，分别以5原子％以上且40原子％以下的范围含有Co、Cr、Fe、Ni各元素，含有大于0原子％且8原子％以下的Mo，含有1原子％以上且小于8原子％的Ti，含有大于0原子％且4原子％以下的Ta和Nb中的至少一种，并且所述Ti与所述Ta和所述Nb中的至少一种的合计为3原子％以上且8原子％以下，余部由不可避免的杂质构成。2.根据权利要求1所述的合金材料，其特征在于，含有2原子％以上且小于5原子％的所述Ti。3.根据权利要求1或2所述的合金材料，其特征在于，含有25原子％以上且38原子％以下的所述Co，含有16原子％以上且23原子％以下的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：木村达哉，白鸟浩史，品川一矢，桑原孝介，太期雄三，
申请(专利权)人：株式会社博迈立铖，
类型：发明
国别省市：