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公開番号2024021985
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-02-16
出願番号2022125233
出願日2022-08-05
発明の名称冷間加工品
出願人三菱重工業株式会社
代理人SSIP弁理士法人
主分類C22C 30/00 20060101AFI20240208BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】表層硬化層の生成を抑制可能な冷間加工品を提供する。
【解決手段】Mn、Fe、Ni、Cr、及び不可避的不純物を含む材料から形成された冷間加工品は、材料中のMn、Fe、Ni、Crのそれぞれのモル分率をc₁、c₂、c₃、c₄とすると、-(c₁lnc₁+c₂lnc₂+c₃lnc₃+c₄lnc₄)≧1.3である。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、及び不可避的不純物を含む材料から形成された冷間加工品であって、
前記材料中のＭｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒのそれぞれのモル分率をｃ
１
、ｃ
２
、ｃ
３
、ｃ
４
とすると、－（ｃ
１
ｌｎｃ
１
＋ｃ
２
ｌｎｃ
２
＋ｃ
３
ｌｎｃ
３
＋ｃ
４
ｌｎｃ
４
）≧１．３である冷間加工品。
続きを表示（約 2,100 文字）【請求項２】
７ｃ
１
＋８ｃ
２
＋１０ｃ
３
＋６ｃ
４
≧７．９である、請求項１に記載の冷間加工品。
【請求項３】
前記材料中のＭｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒのそれぞれの原子半径をｒ
１
、ｒ
２
、ｒ
３
、ｒ
４
とすると、１０≦（ｒ
１
２
ｃ
１
＋ｒ
２
２
ｃ
２
＋ｒ
３
２
ｃ
３
＋ｒ
４
２
ｃ
４
）－（ｒ
１
ｃ
１
＋ｒ
２
ｃ
２
＋ｒ
３
ｃ
３
＋ｒ
４
ｃ
４
）
２
≦１７である、請求項１に記載の冷間加工品。
【請求項４】
前記材料中のＭｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒのそれぞれの原子半径をｒ
１
、ｒ
２
、ｒ
３
、ｒ
４
とすると、１０≦（ｒ
１
２
ｃ
１
＋ｒ
２
２
ｃ
２
＋ｒ
３
２
ｃ
３
＋ｒ
４
２
ｃ
４
）－（ｒ
１
ｃ
１
＋ｒ
２
ｃ
２
＋ｒ
３
ｃ
３
＋ｒ
４
ｃ
４
）
２
≦１７である、請求項２に記載の冷間加工品。
【請求項５】
ｃ
１
＝０．１５、０．１５≦ｃ
２
≦０．４０、（－０．５ｃ
２
＋０．４４）≦ｃ
３
≦（－ｃ
２
＋０．６５）、ｃ
３
≦０．４０、ｃ
４
＝１－ｃ
１
－ｃ
２
－ｃ
３
である、請求項４に記載の冷間加工品。
【請求項６】
ｃ
１
＝０．１６、０．１５≦ｃ
２
≦０．４０、（－０．５ｃ
２
＋０．４４）≦ｃ
３
≦（－ｃ
２
＋０．６４）、ｃ
３
≦０．４０、ｃ
４
＝１－ｃ
１
－ｃ
２
－ｃ
３
である、請求項４に記載の冷間加工品。
【請求項７】
ｃ
１
＝０．１７、０．１５≦ｃ
２
≦０．４０、（－０．５ｃ
２
＋０．４３５）≦ｃ
３
≦（－ｃ
２
＋０．６３）、ｃ
３
≦０．４０、ｃ
４
＝１－ｃ
１
－ｃ
２
－ｃ
３
である、請求項４に記載の冷間加工品。
【請求項８】
ｃ
１
＝０．１８、０．１５≦ｃ
２
≦０．３７、（－０．５ｃ
２
＋０．４３５）≦ｃ
３
≦（－ｃ
２
＋０．６２）、ｃ
３
≦０．４０、ｃ
４
＝１－ｃ
１
－ｃ
２
－ｃ
３
である、請求項４に記載の冷間加工品。
【請求項９】
ｃ
１
＝０．１９、０．１５≦ｃ
２
≦０．２８、（－０．５ｃ
２
＋０．４３）≦ｃ
３
≦（－ｃ
２
＋０．６１）、ｃ
３
≦０．４０、ｃ
４
＝１－ｃ
１
－ｃ
２
－ｃ
３
である、請求項４に記載の冷間加工品。
【請求項１０】
ｃ
１
＝０．１５、０．２０≦ｃ
２
≦０．４０、（－０．５ｃ
２
＋０．４４）≦ｃ
３
≦（－ｃ
２
＋０．６５）、ｃ
３
≦０．２５ｃ
２
＋０．２９、ｃ
３
≦０．３６、ｃ
４
＝１－ｃ
１
－ｃ
２
－ｃ
３
である、請求項４に記載の冷間加工品。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、冷間加工によって製造された製品である冷間加工品に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
原子力プラントにおける機器及び配管等の素材として、オーステナイト系ステンレス鋼が主として用いられている。このオーステナイト系ステンレス鋼は、通常の切削、研削等の冷間加工を行うと、表面に硬化層が形成されることが知られている。例えば、沸騰水型原子力プラントの再循環系配管等では一般に、この硬化層の硬さがビッカース硬さで３００ＨＶ以上になると、応力腐蝕割れ（ＳＣＣ）が発生する可能性があると言われており、加圧水型原子力プラントの水が循環する機器及び配管においても同様と考えられている。特許文献１では、加工に伴う硬化層の発生を抑制するために、すくい角を＋２９°以上である仕上げ切削工具を用いることで、加工された表層の硬さ（ビッカース硬さ）を３００ＨＶ未満に抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０１１／０２４７０６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１による方法では、切削工具が消耗すると硬さの低減効果が失われるおそれがあり、さらに、この方法では機械加工のみにしか対応できず、例えばグラインダ加工に対しては硬さを低減するための対策にはならないといった課題があった。
【０００５】
上述の事情に鑑みて、本開示の少なくとも１つの実施形態は、表層硬化層の生成を抑制可能な冷間加工品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本開示に係る冷間加工品は、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、及び不可避的不純物を含む材料から形成された冷間加工品であって、前記材料中のＭｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒのそれぞれのモル分率をｃ
１
、ｃ
２
、ｃ
３
、ｃ
４
とすると、－（ｃ
１
ｌｎｃ
１
＋ｃ
２
ｌｎｃ
２
＋ｃ
３
ｌｎｃ
３
＋ｃ
４
ｌｎｃ
４
）≧１．３である。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の冷間加工品によれば、材料の配置のエントロピーは、気体定数をＲとすると、１．３Ｒ以上となる。これにより、オーステナイト相安定性が著しく高まり、冷間加工時における冷間加工品の表面及び内部の硬さの上昇を抑制するので、冷間加工品の表面における表層硬化層の生成を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本開示の一実施形態に係る冷間加工品の材料の製造方法を示すフローチャートである。
冷間加工による加工率とビッカース硬さとの関係を示す実験結果のグラフである。
イオン照射前後における合金中の各元素のモル分率の変化を示す実験結果のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示の実施形態による冷間加工品について、図面に基づいて説明する。以下で説明する実施形態は、本開示の一態様を示すものであり、この開示を限定するものではなく、本開示の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。
【００１０】
＜本開示の一実施形態に係る冷間加工品の構成＞
本開示の一実施形態に係る冷間加工品は、金属製の材料から冷間加工によって製造された製品であり、例えば、ボルト等の棒材や、配管等の管材や、構造用鋼板等の板材である。本開示の一実施形態に係る冷間加工品を構成する材料は、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒの４成分及び不可避的不純物を含む合金であり、これらの４成分がほぼ等原子量（又は等モル分率）で混合したミディアムエントロピー合金である。
（【００１１】以降は省略されています）

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