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技術 改良されたニッケルベリリウム合金組成物

出願人 マテリオンコーポレイション
発明者 トライバス,キャロルクリ,ジョンシー.グレンシング,フリッツシー.
出願日 2014年3月7日 (6年9ヶ月経過) 出願番号 2016-500891
公開日 2016年6月16日 (4年6ヶ月経過) 公開番号 2016-517473
状態 特許登録済
技術分野 非鉄金属または合金の熱処理
主要キーワード 機械的成形 耐食性特性 各数字表示 耐食特性 噴出防止装置 溶体化焼鈍 ベリリウム合金 スーパーアロイ
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (5)

課題・解決手段

本書は、既知ニッケルベリリウム合金に比べて改良された腐食および硬さ特性を有するニッケルベリリウムを開示する。本合金は、重量で約1.5%〜5%のベリリウム(Be)と、重量で約0.5%〜7%のニオブ(Nb)と、ニッケル(Ni)とを含む化学組成を有する。約5重量%までのクロム(Cr)を含有してもよい。本合金は、改良された硬さおよび耐食特性を発揮する。ある実施形態では、本開示のニッケルベリリウム合金組成物は、重量で約2.0%〜約3.0%のベリリウム(Be)と、重量で約0.4%〜約6.0%のニオブ(Nb)と、重量で約5%までのクロム(Cr)と、重量で約0.7%までのチタン(Ti)とを含み、残部はニッケル(Ni)を含む。

概要

背景

合金360TMは、Materion Corporation(Cleveland, Ohio)から提供される既知ニッケルベリリウム合金で、高信頼性電気電子ステム、重電用制御装置電気機械デバイス、その他の高性能用途に必要とされる機械的および物理的性質を独自に組み合わせたものである。合金360TMの化学組成は、約1.85重量%〜2.05重量%のベリリウムと、約0.4重量%〜0.6重量%のチタンとを含み、残部はニッケルである。ニッケル−ベリリウム合金360TMの細長片は、約300,000psi近くの極限引張強さと、約245,000psiまでの降伏強度と、柔軟な成形性能と、400°Fで約5%未満の応力緩和と、約1000万サイクルで約85,000−90,000psiの(繰り返し曲げ疲労強度とを有する。ニッケル−ベリリウム合金360TMは、高温(短時間使用で700°F/350℃まで)を受け、これらの温度で良好なばね特性を要求される機械および電気/電子部品に使用される。本合金のいくつかの用途には、サーモスタットベローズダイアフラム、およびバーンイン試験ソケットが含まれる。ニッケル−ベリリウム合金360TMはまた、特に、防火スプリンクラーヘッド内の高信頼性・耐食性皿ばねに使用される。

しかしながら、合金360TMは、合金内の不連続変態、および鋳放し状態や熱間圧延成形のままの状態における粗大ミクロ組織のため加工が難しくなる場合がある。さらに、合金の強度および硬さは、その組成によって制限される。既存のニッケル−ベリリウム合金に比べ焼入性加工性が改良された新たな合金組成物を開発することが望ましい。

概要

本書は、既知のニッケルベリリウム合金に比べて改良された腐食および硬さ特性を有するニッケルベリリウムを開示する。本合金は、重量で約1.5%〜5%のベリリウム(Be)と、重量で約0.5%〜7%のニオブ(Nb)と、ニッケル(Ni)とを含む化学組成を有する。約5重量%までのクロム(Cr)を含有してもよい。本合金は、改良された硬さおよび耐食特性を発揮する。ある実施形態では、本開示のニッケルベリリウム合金組成物は、重量で約2.0%〜約3.0%のベリリウム(Be)と、重量で約0.4%〜約6.0%のニオブ(Nb)と、重量で約5%までのクロム(Cr)と、重量で約0.7%までのチタン(Ti)とを含み、残部はニッケル(Ni)を含む。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
0件

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請求項1

改良された腐食および硬さ特性を有するニッケルベリリウム合金組成物であって、重量で約1.5%〜約5.0%のベリリウム(Be)と、重量で約0.4%〜約6.0%のニオブ(Nb)と、を含み、残部がニッケル(Ni)である、ニッケルベリリウム合金組成物。

請求項2

重量で約5%までの量のクロム(Cr)をさらに含む、請求項1のニッケルベリリウム合金組成物。

請求項3

前記合金組成物が0.5重量%を超えるクロムを含む、請求項2に記載のニッケルベリリウム合金組成物。

請求項4

重量で約0.7%までの量のチタン(Cr)をさらに含む、請求項1に記載のニッケルベリリウム合金組成物。

請求項5

重量で約2.0%〜約3.0%のベリリウム(Be)を有する、請求項1に記載のニッケルベリリウム合金組成物。

請求項6

重量で約0.4%〜約5.0%のニオブ(Nb)を有する、請求項1に記載のニッケルベリリウム合金組成物。

請求項7

重量で約2.0%〜約3.0%のベリリウム(Be)と、重量で約0.4%〜約5.0%のニオブ(Nb)と、重量で約5%までの量のクロム(Cr)と、重量で約0.7%までの量のチタン(Ti)と、を有し、残部がニッケル(Ni)である、請求項1に記載のニッケルベリリウム合金組成物。

請求項8

重量で、少なくとも88%のニッケル(Ni)を有する、請求項1に記載のニッケルベリリウム合金組成物。

請求項9

重量で、少なくとも93%のニッケル(Ni)を有する、請求項1に記載のニッケルベリリウム合金組成物。

請求項10

前記合金が、チタン(Ti)を不可避不純物として含有する、請求項1に記載のニッケルベリリウム合金組成物。

請求項11

少なくとも50のロックウェルC硬さを有する、請求項1に記載のニッケルベリリウム合金組成物。

請求項12

少なくとも52のロックウェルC硬さを有する、請求項1に記載のニッケルベリリウム合金組成物。

請求項13

Be:Nbのモル比が4:1〜70:1である、請求項1に記載のニッケルベリリウム合金組成物。

請求項14

重量で約2.2%〜約2.9%のベリリウム(Be)と、重量で約0.4%〜約1.8%のニオブ(Nb)と、重量で約5%までの量のクロム(Cr)と、重量で約0.7%での量のチタン(Ti)と、重量で、少なくとも93%のニッケル(Ni)と、から実質的になる、請求項1に記載に記載のニッケルベリリウム合金組成物。

請求項15

ニッケルベリリウム合金組成物から物品を形成するプロセスであって、鋳物を形成するために加熱された該合金組成物を鋳型流し込む工程と、該物品を得るために該鋳物を熱間加工する工程と、を含み、該ニッケルベリリウム合金組成物が、重量で約1.5%〜約5%のベリリウム(Be)と、重量で約0.4%〜約6%のニオブ(Nb)と、を含み、残部がニッケル(Ni)である、プロセス。

請求項16

前記熱間加工が2100°Fより下の温度で生じる、請求項15に記載のプロセス。

請求項17

熱間加工後の前記鋳物を冷却する工程と、前記鋳物を溶体化焼鈍して前記物品を得る工程と、をさらに含む、請求項15に記載のプロセス。

請求項18

前記溶体化焼鈍が、1900°F〜2000°Fの温度で4時間〜24時間かけて生じる、請求項17に記載のプロセス。

請求項19

前記鋳物を前記熱間加工の後に熟成して、前記物品を得る工程をさらに含む、請求項15に記載のプロセス。

技術分野

0001

関連出願に対する相互参照
本願は、本明細書において参考としてその全体が完全に援用される、2013年3月15日に出願された米国仮特許出願第61/793,421号に対する優先権を主張する。

0002

本開示は、改良されたニッケルベリリウム合金組成物に関する。より具体的には、本願のニッケルベリリウム合金組成物は、既存のニッケルベリリウム合金に比べ改良された耐食性および耐かじり性を発揮する。

背景技術

0003

合金360TMは、Materion Corporation(Cleveland, Ohio)から提供される既知のニッケル−ベリリウム合金で、高信頼性電気電子ステム、重電用制御装置電気機械デバイス、その他の高性能用途に必要とされる機械的および物理的性質を独自に組み合わせたものである。合金360TMの化学組成は、約1.85重量%〜2.05重量%のベリリウムと、約0.4重量%〜0.6重量%のチタンとを含み、残部はニッケルである。ニッケル−ベリリウム合金360TMの細長片は、約300,000psi近くの極限引張強さと、約245,000psiまでの降伏強度と、柔軟な成形性能と、400°Fで約5%未満の応力緩和と、約1000万サイクルで約85,000−90,000psiの(繰り返し曲げ疲労強度とを有する。ニッケル−ベリリウム合金360TMは、高温(短時間使用で700°F/350℃まで)を受け、これらの温度で良好なばね特性を要求される機械および電気/電子部品に使用される。本合金のいくつかの用途には、サーモスタットベローズダイアフラム、およびバーンイン試験ソケットが含まれる。ニッケル−ベリリウム合金360TMはまた、特に、防火スプリンクラーヘッド内の高信頼性・耐食性皿ばねに使用される。

0004

しかしながら、合金360TMは、合金内の不連続変態、および鋳放し状態や熱間圧延成形のままの状態における粗大ミクロ組織のため加工が難しくなる場合がある。さらに、合金の強度および硬さは、その組成によって制限される。既存のニッケル−ベリリウム合金に比べ焼入性加工性が改良された新たな合金組成物を開発することが望ましい。

課題を解決するための手段

0005

本開示は、既知のニッケル−ベリリウム合金に比べ改良された腐食特性および硬さ特性を有するニッケル−ベリリウム合金組成物に関する。本開示の合金組成物は、重量で約0.4%〜約6%のニオブ(Nb)と、重量で約1.5%〜約5%のベリリウム(Be)とを含み、残部はニッケル(Ni)を含む。開示された合金組成物は、任意として、重量で約0%〜約5%のクロム(Cr)をさらに含む。

0006

ある実施形態では、本開示のニッケルベリリウム合金組成物は、重量で約2.0%〜約3.0%のベリリウム(Be)と、重量で約0.4%〜約6.0%のニオブ(Nb)と、重量で約5%までのクロム(Cr)と、重量で約0.7%までのチタン(Ti)とを含み、残部はニッケル(Ni)を含む。通常、ニッケルは、重量で少なくとも88%または重量で少なくとも93%の量で存在する。これらの合金は、改良された硬さおよび耐食性特性を発揮する。

0007

本開示のこれらおよび他の非限定的な特性は、より具体的に以下に開示される。

図面の簡単な説明

0008

以下は、図面の簡単な説明であるが、これは、本明細書に開示される例示的実施形態を図示するためのもので、開示を限定するためのものではない。

0009

図1は、ニオブの存在なしに、ニッケルおよびベリリウムから形成された既知合金の鋳放し状態におけるミクロ化学的組織を図示する顕微鏡写真である。

0010

図2は、本開示の1つの実施形態の鋳放し状態におけるミクロ化学的組織を図示する顕微鏡写真で、合金組成物はニッケル、ベリリウム、およびニオブを含む。

0011

図3は、ニッケル、ベリリウム、およびニオブを含む本開示の合金組成物から形成された物品X線マップである。このマップは、物品表面元素分布を示すものである。

0012

図4は、図3の合金の元素分布を明らかにするサマリースペクトルグラフである。

0013

本明細書に開示される構成要素、プロセス、および装置は、添付図を参照することでより完全に理解することができる。これらの図は、本開示の明示を簡便かつ容易にすることに重きを置いた模式的な略図にすぎず、したがって、装置またはその構成要素の相対的寸法や大きさを示すものではなく、および/または、典型的実施形態の範囲を画定もしくは限定するものでもない。

0014

以下の記述には明確性のため特定の用語が用いられているが、これらの用語は、図中での説明のために選定された実施形態に特有の構成のみを示すことを意図しており、本開示の範囲を画定または限定することを意図しない。付随の図面および以下の記述において、各数字表示は同様の機能を有する構成要素を示すものと理解されるべきである。

0015

「a」、「an」、および「the」の単数形は、文脈によって明確に別様に示されない限り、複数参照も含む。

0016

「a」、「an」、および「the」の単数形は、文脈によって明確に別様に示されない限り、複数参照も含む。

0017

明細書および請求項で使用されるように、用語「comprise(s)(備える)」、「include(s)(含む)」、「having(有する)」、「has(有する)」、「can(できる)」、「含有する(contain(s))」およびこれらの異形は、本明細書で使用されるように、指名された構成要素/工程の存在を要求するもので、かつ、他の構成要素/工程の存在を許容するオープンエンド移行部、用語、または単語を意図する。しかしながら、列挙された構成要素/工程「から成る(consisting of)」および「実質的になる(consisting essentially of)」等と記された組成物またはプロセスの記述は、指名された構成要素/工程と、その結果生じ得る不可避不純物の存在のみを許容し、他の構成要素/工程を排除するものと解釈されるべきである。

0018

本願の明細書および請求範囲数値は、同数有効数字四捨五入した際に同じ値となる数値、ならびに、示された数値との差異が、本願に示されたものと同種の従来の計測手法における実験誤差より小さな数値を含むものと理解されるべきである。

0019

本書に開示される全ての範囲は、示された端点を含むものであり、独立して組み合わせ可能である(例えば、「2グラム〜10グラム」の範囲は、端点2グラムおよび10グラムと、さらにそれらの間の値の全てと含む)。

0020

「約」、「実質的に」等の用語で修飾される数値は、規定される正確な値のみに限定されるとは限られない。概略を表わす言語は、数値を測定する機器の精度に対応する場合もある。修飾語の「about(約)」はまた、2つの端点の絶対値で画定される範囲を開示するものと考えられるべきである。例えば、「約2〜約4」と言う表現はまた、「2〜4」の範囲を開示する。

0021

元素百分率は、別様に示されない限り、述べられた合金の重量百分率であると見なされるべきである。

0022

本開示は、Materion Corporationで製造される合金360TMと同等の降伏強さおよび引張強さ特性を維持しつつ、硬さ特性を改良したニッケル−ベリリウム合金組成物に関する。本発明の合金組成物は、合金360TMニッケル−ベリリウム合金の改良版と考えることができ、本書では「合金360X」と呼称する。

0023

本開示の合金360X組成物は、重量で約1.5%〜約5.0%(wt%)のベリリウム(Be)と、重量で約0.4%〜約6.0%のニオブ(Nb)とを含み、残部はニッケル(Ni)である。特定の実施形態では、本合金組成物は、重量で少なくとも88%のニッケルまたは重量で少なくとも93%のニッケルを含む。より具体的な実施形態では、本合金組成物は、約2.0重量%〜約3.0重量%のBeと、約0.4重量%〜約5.0重量%のNbを含む。

0024

ベリリウムのニオブに対するモル比(すなわち、Be:Nb)は、重要となり得る。実施形態では、Be:Nbモル比を4:1〜70:1としている。

0025

他の実施形態では、本合金組成物は、重量で約5%までのクロム(Cr)を含むことができる。より具体的には、本合金組成物は、約0.5重量%〜約5重量%のCrを含むことができる。その際、0.3重量%またはそれを下回る量のCrは不可避不純物として考えられるべきである。

0026

付加的実施形態では、本合金組成物は、重量で約0.7%までのチタン(Ti)を含んでもよい。他の合金組成物では、Tiを不可避不純物と考えることができる。

0027

より具体的な実施形態では、本合金は、重量で約2.2%〜約2.9%のベリリウム(Be)と、重量で約0.4%〜約1.8%のニオブ(Nb)と、重量で約5%までの量のクロム(Cr)と、重量で約0.7%までの量のチタン(Ti)と、重量で、少なくとも93%のニッケル(Ni)とを含む。

0028

本合金組成物は、炭素(C)、銅(Cu)、アルミ(Al)、鉄(Fe)、またはチタン(Ti)等の元素を不可避不純物として含有する場合がある。本開示では、0.3重量%より少ない量のこれらの元素は、不可避不純物、すなわち、これらの存在は、意図したものではない、または所望されるものではないものとする。

0029

ニオブの存在は、本開示の合金組成物から形成される物品の結晶粒子構造を変化させ、粒子微細化させるものと考えられている。これにより、本合金は熱間加工しやすくなる。さらにこれにより、割れの原因となり、本合金から形成される物品の硬さを低減させるため一般的に好ましくないとされるせん断不安定およびひずみの局所化が最小化される。以前の合金では粒界析出が見られる場合があり、これが上記の好ましくない特性と相関関係にあるものと見られた。この点に関し、本合金組成物は、少なくとも50、できれば少なくとも52のロックウェルC硬さを有することが望ましい。一方、合金360TMの場合、4インチ厚板で割れを生じない最大のロックウェルC硬さ(Rc)値45を達成することができる。Rc値50も得られているが、内部割れを生じる。

0030

ニッケル、ベリリウム、およびニオブを含有する本開示の合金360X組成物は、米国防蝕技術協会(NACE)規格MR0175/国際標準化機構(ISO)規格15156のLevel4−5で試験した際に高い耐食性を有し、同時に高い硬さレベルと耐かじり性を有するように設計されている。このため、合金360X組成物から形成される物品は、オイルガス業界等における各種産業および商業用途に有用となり得る。特に、合金360X組成物は、噴出防止装置や、ナイフブレードまたは他の支持具等、他の同様なオイル・ガス関連装置に用いられる部品を作るために有用であり得る。

0031

本組成物は、既知の高性能鋼やスーパーアロイ代替として、これらの特性の組み合わせが必要とされる用途に用いることができる。合金360Xの比較的単純な化学的性質は、化学的耐性に劣り摩耗しやすい他の合金に対する優位性のもととなっている。また合金360Xは、化学プロセス業界において、構造が複雑で腐食することが知られている他のニッケル合金の代替としても使用することができる。

0032

従来の静的、半連続的、または連続的プロセスを用いて適当なスラブまたはインゴット形状に本合金を鋳造することにより物品を形成することができる。その後、本合金を2100°Fを下回る温度で熱間加工する。熱間加工は、結晶粒子構造を変化させるための機械的成形、高温での加工、押出し、鍛造、熱間圧延、またはピルガ圧延等の様々な手法を含む。次に、成形された物品を溶体化焼鈍することができる。溶体化焼鈍では、本合金を高温に加熱し、その温度で、不純物(例えば炭素)が固溶するのに十分な時間だけ保持する。その後、本合金を素早く冷却して、不純物が固溶体から出現しないようにする。溶体化焼鈍は、1900°F〜2000°Fの温度で、4時間〜24時間、これらの温度を保持することにより行うことができる。必要に応じて、成形された物品に、例えば、約1700°F〜約2000°Fの温度で約0.25時間〜約4時間の熱処理を施してもよい。また必要に応じて、この物品に、例えば、900°F−1000°Fの温度で4時間〜16時間の熟成を施すこともできる。

0033

以下の実施例は、本開示の合金、物品、およびプロセスを説明するためのものである。これらの実施例は単に説明用であり、そこに記された材料、条件、またはプロセスパラメータに本開示を限定することを意図しない。

0034

実施例1−29
29種の組成物を、以下に示すプロセスに従い作製した。

0035

ニッケルペレットと、ベリリウム金属塊と、60%ニオブ−40%ニッケルの母合金とを、所望の元素混合に従って計り分け22ポンド(10kg)の投入物とした。微粉砕した金属クロムを、実施例に応じて示すように、この投入物に添加した。

0036

ニッケルペレットを容量40ポンドの坩堝投入し、100kW誘導炉で約20分加熱してニッケル投入物を溶解した。溶解は、アルゴン不活性ガスで覆って行われた。ニッケルペレットが溶けた後、溶融したニッケルにベリリウム金属塊を添加した。このニッケル/ベリリウム混合物に、60%ニオブ−40%ニッケル母合金を添加し、耐火物棒でかき混ぜた。クロムを含む実施例について、クロムの添加は、ニッケルの溶解後、ベリリウムの添加前に行った。その後、溶解物出湯温度の約2600°F−2700°Fになるまで2分間加熱した後、直ちに湯口カップ注湯し、湯口を通じて1インチ×3ンチ×8インチ黒鉛鋳型に注ぎ込んだ。

0037

この混合物を鋳型中で数分以内に凝固させ、鋳型を取り除いて得られたインゴットを一晩空冷した。1インチ×3インチ×8インチインゴットから、誘導結合プラズマ発光分析(IDP−OES)による化学分析用のサンプルを採取し、その後、ミクロ組織評価、硬さ試験、溶体化焼鈍、および熟成用の試片切り出した。溶体化焼鈍の温度域は1900°F〜2000°Fとした。時間は4〜24時間とした。試片に熟成を施した際の好適な熟成温度域は、約6時間に対し950°Fであった。

0038

この合金をプレス機圧盤間に置き、約1950°Fで圧縮および加熱し、1インチ×1インチ×2インチのブロックに成形し、熱間加工性を試験した。このブロックは厚さ2インチを約1インチに圧縮したものであった。つまり、この合金は、溶体化焼鈍温度の近傍で50%変形されたことになる。

0039

その結果得られた圧縮ブロック分析し、全体的な割れ、ミクロ組織レベルでのせん断不安定、および本合金の加工性を明らかにした。せん断不安定とは、ミクロ組織的な現象で、合金の結晶構造破壊、移動、または、転位化しているかどうかを判定するものである。また、ブロックにおける粒界析出の有無についても分析を行い判定した。

0040

表1Aおよび1Bは、実施例1−29についての結果を示す。表1Aは、重量百分率での情報、また表1Bは、モル百分率での情報を示す。

0041

試験した合金群は、重量で約0.46%〜約5.62%のニオブ(Nb)、約1.68%〜約3.07%のベリリウム(Be)、重量で約0%〜約10.4%のクロム(Cr)、約0%〜約0.62%のチタン(Ti)の各範囲の元素を各種含み、各合金とも、残部は、ニッケル(Ni)であった。各実施例の目標化学成分および実化学成分が掲載されている。「その他」の列には、測定された他の元素の量が掲載されている。ロックウェルC硬さ(Rc)も測定されている。また、各実施例につき熱間加工性評価のために行った圧縮試験後における安定度、およびミクロ組織の評価結果も含まれている。

0042

実施例1は、合金360TM材に対応する従来合金で、ニッケル(Ni)、ベリリウム(Be)、およびチタン(Ti)を含有する。この合金は、Rc値50を達成することが困難であった。

0043

実施例2−8は、各種量のニオブおよびクロムが添加されたものである。実施例3および4に見られるように、10%クロムおよび1〜5%ニオブを含有する合金は、50Rcを上回る硬さを有していない。しかしながら、5%のCrを含有する実施例6では、50Rcの硬さを得ることができた。このように、Crの量が低いと、本合金の硬さは増大するものと見られる。実施例5、6、および8において、クロムは不純物と考えられる。制約にとらわれずに述べると、NbはCrによって消費または減少されるものと理論づけられた。

0044

図3は、実施例7に示す合金360X組成物、すなわち約2.06%Beと、5.62%Nbと、0.02%Crとを含み、約0.62%チタンが添加され、残部がNiである組成物のX線マップである。このNbとNiは複合的に作用し、鋳放し状態の組織を改変する。本図は、複雑な冶金システム特有の不連続な特徴を示している。

0045

図4は、図3の合金360X組成物における元素分布を明らかにするサマリースペクトルグラフである。スペクトルグラフから検知できる観察結果の1つは、YピークおよびZrピークが擬似的だということである。Zrは、Nbと重複し始めると、より目立つようになる。なお、8%を下回るBe量は、使用された分光計で検出することができなかったが、これは一般共通の問題であることに留意されたい。

0046

約0.5%のチタンは、不純物(または少量元素)を反応により不活性化するために含まれている。しかしながら、Ti−Ni混合物は、融解温度の低い共晶点を持つ傾向にある。実施例2−8に基づき、残りの実施例ではチタンを添加しないこととした。

0047

実施例9および10では、BeおよびNbの効果を分離して決定した。CrもTiも使用されなかった。実施例9に見られるように、NiおよびBeのみの存在は、50Rcを超える硬さを生み出すのに不十分であった。しかしながら、Nbを添加した実施例10の合金では、硬さが50Rcを超えるまで増大した。Nbの添加は合金の結晶粒子構造を微細化し、それによって、合金の熱間加工性を改良するものと考えられる。

0048

図1は、ニッケルおよびベリリウムを含み、ニオブを含まない実施例9の合金の結晶粒子構造を図示する顕微鏡写真である。図2は、ニッケル、ベリリウム、およびニオブを複合的に有する実施例10の合金360X組成物を図示する顕微鏡写真である。両方とも同じ倍率撮影されている。図1の結晶粒子構造は比較的粗く、図2の結晶粒子はかなり細かい。

0049

実施例12−24では、Ni、Be、およびNbの相対量を変化させ、それらが、合金の硬さレベル、1950°Fで50圧下したときの安定度、およびミクロ組織の品質に及ぼす影響を求められるようにした。「安定?」と表示した列は、全体的な目視欠陥が認められたかどうかを示す。「ミクロ組織」と表示した列は、ミクロ組織的な割れが認められたかどうかを示すとともに、「gb ppt」と略記する粒界析出の存在を示す。「その他」と表示した列には、C、Cu、およびCrの量が報告されている。これらは、重量百分率で小数点以下3桁まで報告されている。0.001重量%より少ない量は、百万分の一単位(ppm)で報告されている。Beの目標量は2−3重量%の間で変化させ、またNbの目標量は0.5〜5重量%の間で変化させ、残部はニッケルとした。CrまたはTiの添加は行わなかった。

0050

実施例15、21、および22はいずれも5重量%を超えるNbを含むが、これら3つの実施例のうち2つは、Rc50の硬さを達成していない。実施例12−14、16、17、および24は、少なくともRc52の硬さを達成している。

0051

これらの結果に基づき、付加的実施例25−29を検討した。これらの実施例は、目標範囲を狭めたもので、2.2〜2.9重量%のBeと、0.5−1.6重量%のNbとを含み、残部はニッケルである。これらの実施例の実範囲は、2.2〜2.7重量%Beおよび0.4〜1.7重量%Nbとなっている。これらいずれの実験においても、52Rcを超える硬さ値が得られている。実施例25、26、および29は、良好な圧下を呈し、粒界析出もほとんどまたは全く認められなかった。実施例27および28は、それぞれせん断および外部割れを有することが観察された。

0052

熱間加工性試験の結果は、「安定?」列に示されている。本合金の中で、破局的破断を呈したものはなかった。これらの結果に基づき、鋳放し状態の丸材を熱間加工することで物品を形成できる。

実施例

0053

当然のことながら、上記開示の変形、他の特徴や機能、または、これらの代替を組み合させて他の多くのシステムや用途とすることができる。今のところ予測または予期できない様々な代替、変更、変形、または改良が当業者によって今後行われる可能性があるが、これらもまた添付の請求範囲に含まれることが意図される。

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