(Ni-Fe-Aluminide)合金に関する。Al)を基礎材料とする規則的な金属間化合物合金は、高温における構造用途に対して好ましい独特の性質を有する。temperature,上記の金属間合金は、温度の上昇と共に降伏応力が増加するという特異な機械的挙動を示す。このトリニッケルアルミニドは、工業用のニッケルを基材とする超合金のうちで最も重要な補強成分である。これは、トリニッケルアルミニドの優れた高温強度および耐クリープ性によるものである。この種のニッケルアルミニド類の工業材料としての使用が制限される主な理由は、これらニッケルアルミニドが脆性破壊を示し、また延性が低い傾向にあることに依る。Applications)」)。198312月21日出願:「高温用途用の延性アルミニド合金」)。applications").これらの改良された合金は、上述した数々の有益な特性を持つが、依然、これらの有用性を損いうる欠点をいくつか示している。従来のニッケルアルミニド合金は、温度の上昇と共に延性および加工性が減少する。このため、例えばこのような合金を所望形状を有する製造部材に加工する際の圧延あるいは鍛造などは、すべて700°C未満の温度で行なわなければならない。この種の合金の熱間加工が1200°C付近までの高温で行ないうるならば、そのような合金は、非常に価値のあるものになるのであろう。いうのは、当業界での加工の経験および能力はこの温度において発揮されるからである。このような高温で加工を行なうことによる他の利益としては、加工費用が低減できること、および加工装置がそれ程高性能でなくても済むことなどが挙げられる。performance.本発明は、約1200°Cの温度において熱間圧延や熱間鍛造などによる加工が可能なニッケル−鉄アルミニド合金を提供することを目的とする。alloy.本発明の別の目的は、高温において降伏強さが大きく、また良好な延性および耐酸化性を示す高温加工性のよいニッケル−鉄アルミニド合金を提供することにある。alloy.さらに本発明の目的は、既存の製造技術を使用して比較的低コストで製造することのできる前述の特長を備えたニッケル−鉄アルミニド合金を提供することにある。alloy.本発明の付加的な目的、利点および新規な特長は、その一部は以下の説明において示され、また他の部分は以下の記載の考査によって当業者には明らかであり、または本発明の実施によって理解されうるであろう。addition,上記した本発明の目的および利点は、本発明の特許請求の範囲において個々に指摘した手段および組合せによって認識および達成されるであろう。Al合金を基材とする組成からなり、所望の目的を達成するために他の元素の添加および必要に応じて比率の変更を行なうことができる。b族元素、並びに熱間加工性を改良するための1種以上の希土類元素が含まれる。モリブデンおよび炭素の添加は、夫々、耐酸化性および耐亀裂性を改良するために有用である。b族元素を使用し、さらに約700°Cを越える温度までの熱間加工性を増大させるために充分な濃度の痕跡量の希土類元素を添加する。酸化を減少させるために充分な量のモリブデンが合金組成に加えられる。炭素は、モリブデンの添加によって生じる熱間亀裂を抑制するために充分な量を用いる。Alを基材とする組成で形成される。Al基材から成る高温加工可能なニッケル−鉄アルミニド合金に関する。詳細に説明すると、延性を増大させるために充分なホウ素の量は、0.01〜0.05重量%である。b族元素はハフニウムであるが、限られた結果によれば、ジルコニウムも同様に機能する。about1200°Cの温度までの熱間加工性を充分増大させるための使用量は0.01重量%以下、好ましくは約0.002〜0.007重量%、最も好ましくは約0.005重量%である。イットリウム,トリウムおよびランタンもセリウムと同様の機能をすると思われる。cerium.一方、耐酸化性を改善するために必要なモリブデンの量は、約4重量%以下であり、また熱間加工の間の亀裂の発生を抑えるために約0.1重量%以下の炭素が必要である。600°Cまでの高い引張り強さ、および耐酸化性の組合わさった性質を有するという利点がある。これらのアルミニド合金は、市販のニッケルを基材とする超合金と較べて密度が低く、しかも低コストである。cost.以下に本発明の実施例を説明する。below.本発明の合金インゴットの製造は、正確な比率の純金属チップと、ニッケルに4重量%のホウ素を添加したマスターアロイおよびニッケルに4重量%のセリウムを添加したマスターアロイをアーク溶融することによって行なった。これらのマスターアロイは、合金中のホウ素およびセリウムの濃度を正確に調整するために使用した。この合金インゴットの加工は、温度1200°Cにおいて1パスごとに12%の圧延をそれぞれ3パス行なう熱間圧延によって行なった。これらのニッケル−鉄アルミニド合金の延性および熱間加工性は、鉄の濃度、ニッケルに対する鉄の比率、並びに合金に対するセリウムの如き希土類元素の添加などによって大きな影響を受ける。alloy.第I表は、IC−47で示される合金を基材とする種々のニッケル−鉄アルミニド合金の熱間加工性を示したものである。このIC−47の合金は、アルミニウム10.4重量%、鉄16.1重量%、ホウ素0.05重量%および残部ニッケルから成る組成を有する。この合金は、第I表に示すようにハフニウム(もしくはジルコニウム)および他の合金の添加によって改質されており、これらの改質された合金は、異なる“IC"番号が付されている。numbers.ハフニウムもしくはジルコニウムは合金の高温強度を改良するために添加した。ハフニウムおよびジルコニウムの合金組成への添加は、1重量%(もしくは0.5原子%)未満に制限しなければならず、ハフニウムおよびジルコニウムの濃度がこれを越えると、合金の熱間加工性を著しく害してしまう。驚くべきことに、少量のセリウム(0.002〜0.007重量%)は、ニッケル−鉄アルミニドの熱間加工性を実質的に改良する。16.6重量%を含有する合金は、最高の熱間加工性を示し、温度1200°Cでの熱間圧延の間にも亀裂の発生は認められなかった。observed.IC−47合金を基材とする種々のニッケル−鉄アルミニド合金を別途調製した。これらの合金は、第II表に示すように、ハフニウム,セリウム,モリブデンおよび炭素の添加によってさらに改質を行なったものである。これら改質した合金には、異なる“IC"番号を付した。number.モリブデンの合金組成への添加を、耐酸化性を改良するために行なった。モリブデン濃度が3.7重量%のニッケル−鉄アルミニドの熱間加工性は、合金組成のわずかな変化に強く依存する。鉄の濃度が約14.5重量%よりも少ないと、熱間加工の間に著しく亀裂が発生する。セリウム0.005重量%および炭素0.06重量%を15.8重量%の鉄と共に配合すると、亀裂の形成が完全に抑えられ、その結果IC−152として表わされた組成を有する好ましい合金が得られる。合金中での鉄の含有量は、17.5%未満に制限され、そうしなければ合金の高温強度がある程度失われるであろう。lost.これらは、温度1200°Cにおいて熱間圧延もしくは熱間鍛造によって容易に加工することのできるニッケル−鉄アルミニド合金の2例である。これに対して、市販のニッケルアルミニドは、700°Cを越える温度での熱間圧延もしくは熱間鍛造によって熱間加工を行なうことはできない。C.からの水中急冷の後に、かなりの量(20〜30体積%)の第2相、おそらくB2相(FeAlに類似したbc規則相)が検出された。このB2相の体積分率は、アニール温度の低下と共に減少し、温度800°Cにおける16時間のアニールの後には、B2相は約2%未満になる。合金の顕微鏡組織の比較から、さらにモリブデンの添加による合金化は、ニッケル−鉄アルミニドにおける不規則相の形成を減少させることがわかる。aluminide.第I表および第II表に示したニッケル−鉄アルミニドの引張り特性の測定を、シート試験片について、ゲージ部分12.7mm×0.8mm、クロスヘッド速度25mm/min、真空下、1200°Cまでの温度で行なった。11.9重量%、ハフニウム1.7重量%、ホウ素0.015重量%および残部ニッケルの組成のIC−136として表わされたニッケルアルミニドの引張り特性と比較した。各種温度におけるこれらの比較を、第III表に示した。III.第III表に示すように、本発明のニッケル−鉄アルミニドの降伏強さは、室温および温度600°Cにおいて、ニッケルアルミニド(IC−136)の降伏強さよりも大きい。これらのニッケル−鉄アルミニドは、約600°Cを越える温度においては、実質的な強度の減少を示し、実際に850°Cを越える温度ではニッケルアルミニドよりも弱くなる。1200°Cにおいて150%を越える引張り伸び率をもち、超塑性挙動を示す。ニッケル−鉄アルミニドのこの高い延性は、1200°Cにおける優れた熱間加工性と一致している。760°Cにおいて138MPaおよび276MPaで測定した。firstIV表に示す限られた結果は、次のことを示している。(CabottCorporation)から市販されている商標登録合金)のクリープ破壊時間よりは、わずかによい。better.ニッケル−鉄アルミニドの試験片を温度1050°Cの炉の中に1時間入れて再結晶化させ、ついで空気に曝してその耐酸化性を測定した。この試験片を周期的(1〜3日ごと)に炉から取出して、目視検査および重量測定を行なった。この試験片は、温度800°Cおよび1000°Cにおける周期的な酸化の間に、一定の重量増加を示した。1000°Cの方が遅かった。C.ではアルミニウム原子が合金内部から表面へ急速に拡散して、合金の表層においてベースメタルがさらに酸化することを防ぐ酸化アルミニウム被膜を形成することを示唆している。このニッケル−鉄アルミニドは、1000°Cにおいてニッケルアルミニドに匹敵する耐酸化性を示した。耐酸化性の組合わさった利点を有することがわかるのであろう。superalloy,密度およびコストが低いという利点がある。この本発明のアルミニドの密度は、ニッケル基材超合金の密度よりも10〜15%低い。本発明を以前の研究に対して特長づける決定的な要因は、ハフニウムおよびホウ素の存在に伴う鉄の濃度の増加である。少量の他の元素、例えばセリウム,モリブデンおよび炭素の添加は、合金の高温における加工性を大幅に改良する。alloy.本発明の好適態様についての以上の記載は、例示および説明を目的として示したものであり、そこに示された内容のみに本発明は限定されないことは言うまでもなく、多くの改良および変更が可能なことは明らかである。成る高温加工可能なニッケル−鉄アルミニド合金。b族元素が、ハフニウム、ジルコニウム、及びそれらの混合物から成る群から選択される、特許請求の範囲第1項に記載のニッケル−鉄アルミニド合金。0.005重量%のセリウム、および残部のニッケルから成る組成を有する、特許請求の範囲第1項に記載のニッケル−鉄アルミニド合金。成る高温加工可能なニッケル−鉄アルミニド合金。molybdenum,0.015重量%のホウ素、0.005重量%のセリウム、0.06重量%の炭素、および残部のニッケルから成る組成を有する、特許請求の範囲第4項に記載のニッケル−鉄アルミニド合金。