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公開番号2025091485
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-19
出願番号2023206669
出願日2023-12-07
発明の名称多元系合金からなる粉末及び成形体
出願人山陽特殊製鋼株式会社
代理人弁理士法人有古特許事務所
主分類C22C 30/00 20060101AFI20250612BHJP(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】混合のエントロピーΔSmixが高い合金からなり、十分な硬さを有し、かつ強度と延性とのバランスに優れた、成形体の提供。
【解決手段】成形体の材質は、多元系合金である。この合金は、
Co:5.00原子%以上35.00原子%以下、
Fe:5.00原子%以上35.00原子%以下、
Ni:5.00原子%以上35.00原子%以下、
V:20.30原子%以上35.00原子%以下、
及び
Cr:0.00原子%以上20.00原子%以下
を含有する。この合金は、Oをさらに含有する。Oの含有率は、質量基準で20ppmw以上1000ppmw以下である。この多元系合金の混合のエントロピーΔSmixは、1.30R以上である。この合金の価電子濃度VECは、7.84以上である。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
その材質が多元系合金であり、
上記多元系合金が、
Ｃｏ：５．００原子％以上３５．００原子％以下、
Ｆｅ：５．００原子％以上３５．００原子％以下、
Ｎｉ：５．００原子％以上３５．００原子％以下、
Ｖ：２０．３０原子％以上３５．００原子％以下、
Ｃｒ：０．００原子％以上２０．００原子％以下
及び
不可避的不純物
を含有しており、
上記多元系合金が、Ｏをさらに含有しており、
Ｏの含有率が質量基準で２０ｐｐｍｗ以上１０００ｐｐｍｗ以下であり、
上記多元系合金の混合のエントロピーΔＳｍｉｘが、１．３０Ｒ以上であり、
上記合金の価電子濃度ＶＥＣが７．８４以上である粉末。
続きを表示（約 830 文字）【請求項２】
Ｖ及びＣｒの合計含有率が、４０．５０原子％以下である、請求項１に記載の粉末。
【請求項３】
上記多元系合金が、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｍｎ及びＳｉからなる群から選択された１又は２以上の元素をさらに含有しており、
Ｍｏ、Ｎｂ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｍｎ及び２Ｓｉの合計含有率が２０．００原子％以下である、請求項１又は２に記載の粉末。
【請求項４】
その材質が多元系合金であり、
上記多元系合金が、
Ｃｏ：５．００原子％以上３５．００原子％以下、
Ｆｅ：５．００原子％以上３５．００原子％以下、
Ｎｉ：５．００原子％以上３５．００原子％以下、
Ｖ：２０．３０原子％以上３５．００原子％以下、
Ｃｒ：０．００原子％以上２０．００原子％以下
及び
不可避的不純物
を含有しており、
上記多元系合金が、Ｏをさらに含有しており、
その金属組織が、マトリックスとこのマトリックスに分散する多数の酸化物とを含んでおり、
上記酸化物の最大サイズＤｍａｘが１０．０μｍ以下であり、
上記酸化物の面積率Ｐｏが０．５％以上７．０％以下であり、
上記多元系合金の混合のエントロピーΔＳｍｉｘが、１．３０Ｒ以上であり、
上記多元系合金の価電子濃度ＶＥＣが７．８４以上である粉末冶金成形体。
【請求項５】
Ｖ及びＣｒの合計含有率が、４０．５０原子％以下である、請求項４に記載の粉末冶金成形体。
【請求項６】
上記多元系合金が、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｍｎ及びＳｉからなる群から選択された１又は２以上の元素をさらに含有しており、
Ｍｏ、Ｎｂ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｍｎ及び２Ｓｉの合計含有率が２０．００原子％以下である、請求項４又は５に記載の粉末冶金成形体。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書は、混合のエントロピーΔＳｍｉｘが大きい多元系合金からなる、粉末及び成形体を開示する。
続きを表示（約 1,000 文字）【背景技術】
【０００２】
混合のエントロピーΔＳｍｉｘが高い多元系合金が、着目されている。このような合金として、ミディアムエントロピー合金及びハイエントロピー合金が、知られている。ミディアムエントロピー合金のエントロピーΔＳｍｉｘは、気体定数Ｒの１．０倍以上である。ハイエントロピー合金のエントロピーΔＳｍｉｘは、気体定数Ｒの１．５倍以上である。これらの多元系合金は、特徴的な力学特性を示す。
【０００３】
特表２０２１－５００４６９公報には、主要元素としてＣｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ及びＶを含む多元系合金が提案されている。この合金は、極低温での特性に優れている。
【０００４】
特開２０１９－１６３５３５公報には、主要元素としてＣｒ、Ｆｅ及びＶを含む多元系合金が開示されている。この合金はさらに、Ａｌ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｔｉ又はＮｉを含有する。この合金は、耐食性に優れる。
【０００５】
特開２０２２－１８０７４７公報には、主要元素としてＣｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ及びＶを含む多元系合金が提案されている。この合金は、耐摩耗性に優れている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特表２０２１－５００４６９公報
特開２０１９－１６３５３５公報
特開２０２２－１８０７４７公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特表２０２１－５００４６９公報に開示された多元系合金は、低温特性の観点から、３５－４８原子％のＦｅを含有する。このＦｅは、低硬度の原因となりうる。この多元系合金の硬さは、不十分である。
【０００８】
特開２０１９－１６３５３５公報に開示された多元系合金は、耐食性の観点から、２０－４０原子％のＶを含有する。このＶは、脆性相を生成させうる。この多元系合金の、強度と延性とのバランスは、不十分である。
【０００９】
特開２０２２－１８０７４７公報に開示された多元系合金では、耐摩耗性の観点から、Ｖの含有率が抑制されている。この多元系合金には、強度の点で改良の余地がある。
【００１０】
本出願人の意図するところは、混合のエントロピーΔＳｍｉｘが高い合金からなり、十分な硬さを有し、かつ強度と延性とのバランスに優れた、成形体の提供にある。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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