合金部件的制造方法、以及合金部件技术

本发明专利技术提供一种合金部件的制造方法、及其合金部件，该合金部件是通过层叠造型法制作的，在提高机械强度或延展性的同时具备更高的耐腐蚀性。一种合金部件的制造方法，具有以下工序：层叠造型工序，其通过使用了合金粉末的层叠造型法形成造型部件，该合金粉末以5原子％以上且35原子％以下的范围分别包含Co、Cr、Fe、Ni、Ti的各元素，并且以超过0原子％且8原子％以下的范围包含Mo，余量由不可避免的杂质构成；热处理工序，其将上述造型部件升温加热，保持在1080℃以上且1180℃以下的温度范围；以及强制冷却工序，其在从保持温度到800℃的温度范围以110℃/分钟以上且2400℃/分钟以下的冷却速度冷却上述热处理后的造型部件。下的冷却速度冷却上述热处理后的造型部件。下的冷却速度冷却上述热处理后的造型部件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】合金部件的制造方法、以及合金部件


[0001]本专利技术涉及一种通过层叠造型法制作的合金部件的制造方法、以及通过该制造方法得到的合金部件。

技术介绍

[0002]近年来，作为与现有合金(例如，在1～3种主要成分元素中添加微量的多种副成分元素而得的合金)的技术思想划清界线的新的技术思想的合金，提倡高熵合金(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，已知其体现如下述(a)～(d)这样的特征。另外，最近还提出了多主元合金(Multi
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principal element alloy：MPEA)的合金概念，该多主元合金具有多种主要元素但允许多相的存在。在本申请中，将HEA和MPEA作为同一概念来处理，将两者统称为HEA。
[0003]可列举：(a)因吉布斯自由能算式中的混合熵项负向增大而引起的混合状态的稳定化；(b)基于复杂的微细结构的扩散延迟；(c)由构成原子的尺寸差异引起的高晶格应变导致的高硬度化或机械特性的温度依赖性下降；(d)因多种元素共存而产生的复合影响(也称为鸡尾酒效应)引起的耐腐蚀性的提高等。
[0004]这里，在专利文献1中公开了一种合金部件，其具有以下的化学组成：以5原子％以上且35原子％以下的范围分别包含Co、Cr、Fe、Ni、Ti的各元素，并且以超过0原子％且8原子％以下的范围包含Mo，余量由不可避免的杂质构成，其中，在母相晶粒中分散析出有平均粒径为100nm以下的极小颗粒。
[0005]根据专利文献1，通过对利用层叠造型法制作的造型部件施行规定的热处理，得到在母相晶粒中分散析出有纳米级的极小颗粒的微细组织，其结果，可提供谋求提高机械强度、大幅提高延展性、以及提高耐腐蚀性的合金部件。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]国际公开2019/031577号公报。

技术实现思路

[0009]技术问题
[0010]根据专利文献1所涉及的技术，可得到拉伸强度或延展性及耐腐蚀性优异的层叠造型部件。然而，为了在更严酷的使用环境下适用该合金部件，要求进一步提高耐腐蚀性。
[0011]此外，在专利文献1中，具有在伪固溶热处理后进行空冷或水冷的冷却工序。阐述了：此时通过在伪固溶热处理后在900℃～800℃的温度范围内快速冷却，上述极小颗粒的平均粒径不同，由此可提高机械强度或延展性。然而，关于冷却工序，没有在此进行之上的研究，还留有提高机械特性或提高耐腐蚀性的研究空间。
[0012]通过以上所述，本专利技术的目的在于：提供一种在利用层叠造型法制作的合金部件中提高机械强度或延展性、同时具备更高的耐腐蚀性的合金部件的制造方法、以及合金部
件。
[0013]解决问题的方案
[0014]本专利技术的合金部件的制造方法具有以下工序：层叠造型工序，通过使用了合金粉末的层叠造型法形成造型部件，该合金粉末以5原子％以上且35原子％以下的范围分别包含Co、Cr、Fe、Ni、Ti的各元素，并且以超过0原子％且8原子％以下的范围包含Mo，余量由不可避免的杂质构成；热处理工序，其将上述造型部件升温加热，保持在1080℃以上且1180℃以下的温度范围；以及强制冷却工序，其在从保持温度到800℃的温度范围以110℃/分钟以上且2400℃/分钟以下的冷却速度冷却上述热处理后的造型部件。
[0015]另外，本专利技术的合金部件的制造方法具有以下工序：层叠造型工序，通过使用了合金粉末的层叠造型法形成造型部件，该合金粉末以5原子％以上且35原子％以下的范围分别包含Co、Cr、Fe、Ni、Ti的各元素，并且以超过0原子％且8原子％以下的范围包含Mo，余量由不可避免的杂质构成；热处理工序，其将上述造型部件升温加热，保持在1080℃以上且1180℃以下的温度范围；强制冷却工序，其在从保持温度到800℃的温度范围以110℃/分钟以上且2400℃/分钟以下的冷却速度冷却上述热处理后的造型部件；以及时效处理工序，在上述强制冷却工序后，在500℃以上且低于900℃的温度范围施行时效处理。
[0016]本专利技术的合金部件以5原子％以上且35原子％以下的范围分别包含Co、Cr、Fe、Ni、Ti的各元素，并且以超过0原子％且8原子％以下的范围包含Mo，余量由不可避免的杂质构成，其中，母相的晶体组织为等轴晶，在该母相的晶粒中分散析出有平均粒径为100nm以下的极小颗粒，并且在母相的晶界产生的六方晶析出物小于1体积％。
[0017]专利技术效果
[0018]根据本专利技术，可提供一种在利用层叠造型法制作的合金部件中提高机械强度或延展性、同时具备更高的耐腐蚀性的合金部件的制造方法、以及合金部件。
附图说明
[0019]图1是示出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。
[0020]图2是示出选择性激光熔融法的层叠造型装置的构成和层叠造型方法的例子的示意图。
[0021]图3是示出层叠造型后的热处理工序、强制冷却工序和时效处理的流程的一例的工序图。
[0022]图4示出本专利技术所涉及的合金部件的微细组织的一例，(a)是扫描电子显微镜图像(SEM图像)，(b)是扫描型透射电子显微镜图像(STEM图像)。
[0023]图5示出比较例所涉及的合金部件的微细组织的一例，(a)、(b)是耐腐蚀试验前后的扫描电子显微镜图像(SEM图像)，(c)是扫描型透射电子显微镜图像(STEM图像)。
[0024]图6是示出本专利技术所涉及的合金部件的强制冷却速度与拉伸强度、以及断裂伸长率的关系的图。
[0025]图7是示出本专利技术所涉及的合金部件的强制冷却速度与腐蚀速度的关系的图。
[0026]图8是示出本专利技术所涉及的合金部件的时效处理温度与拉伸强度的关系的图。
具体实施方式
[0027]本专利技术的基本思想
[0028]首先，为了开发形状控制性或延展性优异的HEA部件(以下，称为合金部件。)而不牺牲作为HEA的特征，本专利技术人等对合金组成和制造方法反复进行了深入研究。其结果，通过使用了Co
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Cr
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Fe
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Ni
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Ti
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Mo类合金粉末的层叠造型法形成造型部件，从而可得到形状控制性较以往的普通锻造的HEA部件好、机械强度和延展性以及耐腐蚀性优异的合金部件。即，判明了：通过施行1080℃以上且1180℃以下的温度范围的热处理，形成分散析出有纳米级的极小颗粒的微细组织，由此机械强度或延展性均大幅改善。具体而言，确认到能够自由地形成部件形状，并且得到近终形(Near net shape)的合金部件，同时该合金部件具有良好的机械特性(例如，1100MPa以上的拉伸强度、10％以上的断裂伸长率)。另外，还确认到：示出高的孔蚀发生电位，还具有优异的耐腐蚀性。然而，对使用了该合金部件的机械装置进行耐腐蚀性试验的结果可知：在高浓度的酸环境等严酷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种合金部件的制造方法，其特征在于，具有以下工序：层叠造型工序，其通过使用了合金粉末的层叠造型法形成造型部件，所述合金粉末以5原子％以上且35原子％以下的范围分别包含Co、Cr、Fe、Ni、Ti的各元素，并且以超过0原子％且8原子％以下的范围包含Mo，余量由不可避免的杂质构成；热处理工序，其将所述造型部件升温加热，保持在1080℃以上且1180℃以下的温度范围；以及强制冷却工序，其在从保持温度到800℃的温度范围以110℃/分钟以上且2400℃/分钟以下的冷却速度冷却所述热处理后的造型部件。2.一种合金部件的制造方法，其特征在于，具有以下工序：层叠造型工序，其通过使用了合金粉末的层叠造型法形成造型部件，所述合金粉末以5原子％以上且35原子％以下的范围分别包含Co、Cr、Fe、Ni、Ti的各元素，并且以超过0原子％且8原子％以下的范围包含Mo，余量由不可避免的杂质构成；热处理工序，其将所述造型部件升温加热，保持在1080℃以上且1180℃以下的温度范围；强制冷却工序，其在从保持温度到800℃的温度范围以110℃/分钟以上且2400℃/分钟以下的冷却速度冷却所述热处理后的造型部件；以及时效处理工序，在所述强制冷却工序后，在500℃以上且低于900℃的温度范围施行时效处理。3.根据权利要求1或2所述的合金部件的制造方法，其特征在于，所述强制冷却工序中的冷却速度范围是110℃/分钟以上且小于600℃/分钟。4.根据权利要求3所述的合...

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