特開 2024-116201 密度が最適化されたモリブデン合金

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024116201

(43)【公開日】2024-08-27

(54)【発明の名称】密度が最適化されたモリブデン合金

(51)【国際特許分類】

   C22C 27/04 20060101AFI20240820BHJP

   B22F 1/14 20220101ALI20240820BHJP

   B22F 3/15 20060101ALI20240820BHJP

   C22C 1/04 20230101ALI20240820BHJP

【ＦＩ】

C22C27/04 102

B22F1/14 400

B22F3/15 M

C22C1/04 D

【審査請求】有

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2024088113

(22)【出願日】2024-05-30

(62)【分割の表示】P 2020567901の分割

【原出願日】2019-06-04

(31)【優先権主張番号】102018113340.5

(32)【優先日】2018-06-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(71)【出願人】

【識別番号】514050308

【氏名又は名称】オットー－フォン－ギューリッケ－ウニヴェルジテート・マクデブルク

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100134315

【弁理士】

【氏名又は名称】永島 秀郎

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】マンヤ クリューガー

(57)【要約】      （修正有）

【課題】公知のＭｏ－Ｓｉ－Ｂ合金系よりも低い密度を有し、ひいては有利に回転又は飛行用途のための、殊に航空技術及び宇宙技術における構造材料として、例えばタービン材料として使用することができる、Ｍｏ－Ｓｉ－Ｂをベースとする合金系を提供する。
【解決手段】ケイ素５～２５原子％、ホウ素０．５～２５原子％及びバナジウム３～５０原子％並びに残部モリブデンを有するモリブデン合金であって、前記モリブデン合金が、モリブデン－バナジウム混晶マトリックス及びその中に分布した少なくとも１種のケイ化物相を有し、かつ前記モリブデン合金の密度が８ｇ／ｃｍ^３未満である、前記モリブデン合金とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ケイ素５～２５原子％、ホウ素０．５～２５原子％及びバナジウム３～５０原子％並びに残部モリブデンを有するモリブデン合金であって、
前記モリブデン合金が、モリブデン－バナジウム混晶マトリックス及びその中に分布した少なくとも１種のケイ化物相を有し、かつ前記モリブデン合金の密度が８ｇ／ｃｍ^３未満である、前記モリブデン合金。

【請求項2】

少なくとも１種のケイ化物相が、（Ｍｏ，Ｖ）_３Ｓｉ、（Ｍｏ，Ｖ）_５ＳｉＢ_２及び（Ｍｏ，Ｖ）_５Ｓｉ_３から選択されている、請求項１に記載のモリブデン合金。

【請求項3】

ケイ素５～２５原子％、ホウ素０．５～２５原子％及びバナジウム１０～５０原子％並びに残部モリブデンを有し、前記モリブデン合金が、モリブデン－バナジウム混晶マトリックス及びその中に分布した少なくとも１種のケイ化物相を有し、前記の少なくとも１種のケイ化物相が、（Ｍｏ、Ｖ）_３Ｓｉ、（Ｍｏ，Ｖ）_５ＳｉＢ_２及び（Ｍｏ，Ｖ）_５Ｓｉ_３から選択されており、かつ前記モリブデン合金の密度が８ｇ／ｃｍ^３未満である、請求項１又は２に記載のモリブデン合金。

【請求項4】

さらにチタン（Ｔｉ）を０．５～３０原子％の量で含有する、請求項１～３のいずれか１項に記載のモリブデン合金。

【請求項5】

Ｔｉの含有率が０．５～１０原子％である、請求項４に記載のモリブデン合金。

【請求項6】

さらに、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｙ、Ｎｂ、Ｃｄ、Ｃａ、及びＬａからなる群から選択される１種又は複数の合金元素を、それぞれ０．０１原子％～１５原子％の含有率で、及び／又はＨｆ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ及びＰｔからなる群から選択される１種又は複数の合金元素をそれぞれ０．０１原子％～５原子％の含有率で含有する、請求項１～５のいずれか１項に記載のモリブデン合金。

【請求項7】

バナジウムの含有率が１０～４０原子％である、請求項１～６のいずれか１項に記載のモリブデン合金。

【請求項8】

ケイ化物相の割合が少なくとも３０％である、請求項１～７のいずれか１項に記載のモリブデン合金。

【請求項9】

前記合金が、Ｍｏ－Ｖ混晶マトリックス及びその中に分布した（Ｍｏ，Ｖ）_３Ｓｉ及び／又は（Ｍｏ，Ｖ）_５ＳｉＢ_２を有する組織を有する、請求項１～８のいずれか１項に記載のモリブデン合金。

【請求項10】

さらに、相（Ｍｏ，Ｖ）_５Ｓｉ_３が存在する、請求項９に記載のモリブデン合金。

【請求項11】

請求項１～１０のいずれか１項に記載のモリブデン合金を製造する方法であって、
出発元素を第１工程において機械的合金化し、続いて第２工程においてＦＡＳＴ（電場支援焼結技術）法によるか又はホットアイソスタチックプレス法によって圧密化する、前記方法。

【請求項12】

回転又は飛行用途のための、殊に航空技術及び宇宙技術における、構造材料として、及びタービン材料としての、請求項１～１０のいずれか１項に記載のモリブデン合金の使用。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モリブデン－ケイ素－ホウ素（Ｍｏ－Ｓｉ－Ｂ）をベースとする、密度が最適化され、かつ耐高温性の合金、その製造方法及び構造材料としてのその使用に関する。

【0002】

前記の三元Ｍｏ－Ｓｉ－Ｂ合金系は、１０００℃を明らかに上回る温度での使用を可能にする、極めて高い溶融温度を有する（２０００℃を超える）だけでなく、さらにまた、良好な耐酸化性、傑出した耐クリープ性及び十分な延性－脆性転移温度及び破壊靭性においても優れている。

【0003】

これらの特性に基づいて、該三元Ｍｏ－Ｓｉ－Ｂ合金系は、殊に、極めて高温で運転される構造部材の製造用の構造材料、例えばガスタービンにおけるタービンブレード及びディスクとして、航空技術及び宇宙技術における高い応力を受ける構造部材に、しかしまた成形技術における工具にも適している。

【0004】

前記の高温使用にとって特に有利であるのは、ケイ化物割合が５０％より大きい場合に、この合金系の極めて良好な耐酸化性である。したがって、酸化を防止するための保護措置、例えば保護ガスの使用又は保護層の適用は、粉末冶金法により製造された材料又は別の方法で製造された、１０μｍ未満の粒度及び均質な相分布を有する極めて微粒状の材料の場合に省くことができる。

【0005】

耐火金属としての純モリブデンは、２６２３℃の融点を有し、原則的に高温用途に適している。しかしながら、問題は、６００℃を上回る温度ですでに低いその耐酸化性である。

【0006】

モリブデンへのケイ素及びホウ素の合金化と、それと結び付いたケイ化物の形成とにより、その耐酸化性の有意な増加が達成された。この種の耐酸化性の三元Ｍｏ－Ｓｉ－Ｂ合金は、例えば、欧州特許第０８０４６２７号明細書（EP 0 804 627 B1）に記載されている。この三元合金系は、５４０℃を上回る温度で、ホウ素－シリケート層を形成し、該層は、その固体もしくは構造部材中への酸素のさらなる浸透を防止する。

【0007】

西独国特許出願公開第２５３４３７９号明細書（DE 25 34 379 A1）は、とりわけバナジウムも含有していてよい、Ｍｏ－Ｓｉ－Ｂ合金に関する。しかしながら、これらは、高い熱安定性において優れている、すなわち、高温でも安定であり、かつ結晶化し始めない非晶質合金である。

【0008】

西独国特許出願公告第１１５５６０９号明細書（DE 11 55 609 A）には同様に、必須成分としてホウ化クロム、ホウ化チタン及びホウ化ジルコニウムから選択される少なくとも１種の金属ホウ化物を含有し、かつＳｉ、Ｂ並びにＶを有していてよい、Ｍｏ合金が記載されている。明示的に挙げられた多数の実施例のいずれも、Ｍｏに加えてＶも含有しない。ここではもっぱら、その耐酸化性及び強さの増大を目的にしているが、しかしながら、本発明により望まれているような靭性の改善を目的にしていない。

【0009】

国際公開第２００５／０２８６９２号（WO 2005/028692 A2）には、本質的な成分としてケイ化Ｍｏ及びケイ化Ｍｏ－Ｂを有するＭｏ－Ｓｉ－Ｂ合金が記載されている。選択的に、Ｍｏと混晶を形成するさらなる元素を含有していてよく、その際にとりわけバナジウムが挙げられている、Ｍｏ混晶が存在していてもよい。しかし、ここでは、前記の１種以上のさらなる元素は、もっぱら該混晶中に存在するが、該ケイ化物中に存在しない。

【0010】

米国特許出願公開第２０１６／００６０７３４号明細書（US 2016/0060734 A1）によれば、三元Ｍｏ－Ｓｉ－Ｂ合金の密度は、明らかにより軽い金属Ｔｉによる重金属Ｍｏの部分的な交換によって低下させることができる。しかしながら、ＴｉによるＭｏの部分的な置換が、その耐酸化性を損なうことが指摘される。この補償のために、さらなる元素、例えば鉄及び／又はイットリウムを添加しなければならない。

【0011】

前記で示された傑出した特性プロファイルに関して、この三元Ｍｏ－Ｓｉ－Ｂ合金系は、回転又は飛行用途のためにも、高温での構造材料として、例えばタービン材料として、大いに有望な候補であったかもしれない。

【0012】

この種の用途の、しかし他の用途でも、欠点はここでは、典型的には８．５～９．５ｇ／ｃｍ^３である高い密度である。例えば、合金Ｍｏ－９Ｓｉ－８Ｂは、９．５ｇ／ｃｍ^３の密度を有する。

【0013】

したがって、本発明の課題は、公知のＭｏ－Ｓｉ－Ｂ合金系よりも低い密度を有し、ひいては有利に回転又は飛行用途のための、殊に航空技術及び宇宙技術においても、構造材料として、例えばタービン材料として、使用することができる、Ｍｏ－Ｓｉ－Ｂをベースとする合金系を提供することであった。さらに、該合金系は、該三元合金系Ｍｏ－Ｓｉ－Ｂの利点を、殊にその耐酸化性に関して、維持すべきである。

【0014】

この課題は、ケイ素（Ｓｉ）５～２５原子％、ホウ素（Ｂ）０．５～２５原子％、バナジウム（Ｖ）３～５０原子％並びに残部モリブデンを有する合金系によって解決され、ここで、該モリブデン合金が、モリブデン－バナジウム混晶マトリックス及びその中に分布した少なくとも１種のケイ化物相を有し、かつ該モリブデン合金の密度が８ｇ／ｃｍ^３未満である。

【0015】

好ましい実施態様によれば、該モリブデン合金は、１０～５０原子％のバナジウム含有率並びに（Ｍｏ，Ｖ）_３Ｓｉ、（Ｍｏ，Ｖ）_５ＳｉＢ_２及び（Ｍｏ，Ｖ）_５Ｓｉ_３から選択される少なくとも１種のケイ化物相を有する。

【0016】

好ましくは、Ｍｏの含有率は、１０原子％より多く、殊に少なくとも２０原子％以上である。特に好ましいのは、少なくとも４０原子％以上のＭｏの含有率である。
好ましい含有率範囲は、Ｓｉについては８～１５原子％、Ｂについては７～２０原子％及びＶについては１０～４０原子％である。

【0017】

好ましくは、本発明による合金系は、少なくとも３０％及び殊に少なくとも５０％のケイ化物相割合を有する。

【0018】

バナジウムは、１９１０℃、ひいては２０００℃未満の融点を有し、いわゆる拡大された耐火金属に属するが、しかしながら、１０．２８ｇ／ｃｍ^３を有するモリブデンよりも２９３．１５Ｋでの６．１１ｇ／ｃｍ^３の明らかに低い密度を有する。バナジウムのさらなる利点は、これがモリブデン（１４５ｐｍ）と似た原子半径（１３４ｐｍ）及び同じ結晶構造、すなわち体心立方構造を有することである。それにより、その結晶格子中のこれら双方の元素の良好な混和性及び交換性、ひいては前記の双方の元素の良好な合金性が結果として生じる。
そのうえ、バナジウムは、高い延性を有するので、その添加は、該三元Ｍｏ－Ｓｉ－Ｂ－合金の靭性を悪化させない。

【0019】

バナジウムの添加を伴う本発明による合金は、殊に、２９３．１５Ｋで８ｇ／ｃｍ^３未満の密度を有する。

【0020】

前記の合金化されたバナジウムが、それぞれのＭｏ混晶相及びケイ化物相中に溶解するが、しかしながら、Ｍｏ－Ｓｉ－Ｂ合金中の既知の相の構造上の特徴を変化させないことが分かった。

【0021】

該三元Ｍｏ－Ｓｉ－Ｂ系は、それ自体が良好な靭性を有するＭｏ混晶マトリックスを有する。この場合に、該Ｍｏ相中で、ホウ素は格子間位置に、かつケイ素は規則格子位置に挿入される。

【0022】

付加的に、すでにその予備合金化中に、ケイ化物相は、例えば極めて長時間高エネルギーの合金化プロセスの際に又は粉末アトマイズの際に、形成されうる。遅くとも該粉末の圧密化及び／又は熱処理の際に、ケイ化物相が生じる。これらの相、殊にＭｏ_３Ｓｉ（Ａ１５）及びＭｏ_５ＳｉＢ_２（Ｔ２）は、該系に確かに高い強さを付与するが、しかし、その靭性を、それらの脆性に基づいて低下させる。ケイ素及びホウ素の濃度が増加するにつれて、該ケイ化物相の割合は増加し、該ケイ化物相は、臨界的割合（機械的合金化プロセスによる製造の場合に約５０％）を超える場合に、該マトリックス相を該組織中に形成しうる。それにより、該靭性の低下に加えて、より高い温度の方への該脆性－延性転移温度の移動も生じることが予想される。したがって、これらの欠点を回避するために、Ｍｏ混晶相をマトリックス相として有する合金を製造することが目的とされている。

【0023】

Ｖの添加は、Ｍｏ－Ｓｉ－Ｂ合金の靭性の悪化だけではなく、該Ｍｏ混晶相の安定化及び混晶割合が少し高められるとともに、該系全体の靭性の改善ももたらす。

【0024】

さらに、該Ｍｏ混晶格子中のＶ原子の置換は、その強さのさらなる改善をもたらす。

【0025】

結果として、該三元Ｍｏ－Ｓｉ－Ｂ合金系へのバナジウムの添加が、該密度の減少をもたらすだけでなく、靭性が変わらずに同時にその強さの改善をもたらすことを確認することができる。そのうえ、本発明による合金系は、Ｖの添加の結果、５０％より多いケイ化物相割合でも、該ケイ化物相がＭｏ混晶マトリックス中に分布して存在する組織を有する。

【0026】

好ましい実施態様によれば、該Ｍｏ－Ｓｉ－Ｂ－Ｖベース合金に、チタン（Ｔｉ）を０．５～３０原子％の量で添加することができる。
０．５～１０原子％の添加が、混晶（Ｍｏ，Ｖ）_３Ｓｉ－（Ｍｏ，Ｖ）_５ＳｉＢ_２構造の安定化をもたらし、かつ１０～３０原子％の添加が、４相合金である混晶（Ｍｏ，Ｖ）_３Ｓｉ－（Ｍｏ，Ｖ）_５ＳｉＢ_２－（Ｍｏ，Ｖ）_５Ｓｉ_３の製造を促進することが確かめられた。（Ｍｏ，Ｖ）_５Ｓｉ_３は、Ｔ１相である。
さらに、４．５１ｇ／ｃｍ^３に過ぎない密度を有するＴｉの添加は、該密度のさらなる減少に寄与する。

【0027】

必要に応じて、本発明によるベース合金は、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｙ、Ｎｂ、Ｃｄ、Ｃａ及びＬａからなる群から選択される１種又は複数の付加的な合金元素をそれぞれ０．０１原子％～１５原子％、好ましくは１０原子％までの含有率で、及び／又はＨＦ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ及びＰｔからなる群から選択される１種又は複数の合金元素をそれぞれ０．０１原子％から好ましくは多くとも５原子％までの含有率で、含有していてよい。
後者の群は、９ｇ／ｃｍ^３より大きい密度を有する重い元素であり、これらの元素は、該密度の増加を回避するためにできるだけ少ない量で添加すべきである。

【0028】

前述の付加的な合金元素は、それらの酸化物、窒化物及び／又は炭化物及び複合相（例えば酸窒化物）の形でも、該合金の１５体積％までの濃度で添加することができる。

【0029】

製造技術により制約されて、本発明による合金はさらに、格子間に可溶の元素、例えば酸素、窒素、水素を含有しうる。これらは、該プロセスから常に完全に遮断しておくことができるとは限らない、不可避不純物である。しかしながら、これらの不純物は、ｐｐｍ範囲でのみ、典型的には１００ｐｐｍ未満で存在する。

【0030】

本発明による合金は、非共晶合金、しかしまた共晶付近の合金及び共晶合金である。非共晶合金は、共晶の化学量論的組成に相当しない合金である。それに反して、共晶付近の合金は、それらの組成からみて、その共晶の近くにある合金である。

【0031】

本発明による非共晶合金の製造は、有利には粉末冶金学的な方法技術によって行われる。その際に、対応する合金成分からなる粉末混合物は、機械的合金化により処理され、その際に、元素状粉末並びに予備合金化された粉末を使用することができる。該機械的合金化のためには、多様な高エネルギーミル、例えばアトライタ、落下式ボールミル、振動ミル、遊星ボールミルを使用することができる。その際に、該金属粉末は、強力に機械的に処理され、かつ原子レベルまで均質化される。
該予備合金化は、選択的に、保護ガス下でのアトマイズプロセスによっても行うことができる。

【0032】

続いて、前記の機械的合金化された粉末は、ＦＡＳＴ（電場支援焼結技術、Field Assisted Sintering Technology）によって圧密化することができる。適したＦＡＳＴプロセスは、例えば、真空下で、５０ＭＰａの圧力及び１５分の保持時間で１６００℃で行われ、その際に、１００Ｋ／分で加熱及び冷却される。それとは選択的に、該粉末は、コールドアイソスタチックプレス、例えば１６００℃での、焼結、及び１５００℃及び２００ＭＰａでのホットアイソスタチックプレス（ＨＩＰ）によって圧密化することもできる。
しかしながら、好ましいのは、ＦＡＳＴプロセスである、それというのも、焼結する際のプロセス時間が、ホットプレスに比べて、かなり短縮されているからである。

【0033】

そのうえ、より大きな構造部材の場合にも均質な材料特性を達成することができる。また、ＦＡＳＴを用いて、より高い強さ及び硬さ、ここでは微小硬さとして表現される、を得ることができる、それというのも、明らかにより短いプロセス時間に基づいて、該プロセス中の粒成長が阻止されるからである。該組織中の微細な粒は、より粗大な粒に比べて、より良好な強さの結果となる。

【0034】

粉末冶金学的なプロセスとは選択的に、本発明による密度が最適化された合金は、付加製造法、例えば選択的レーザー溶融（ＳＬＭ）又はレーザー金属堆積（ＬＭＤ）によって製造することができる。該加工は、ここでは、機械的合金化又はアトマイズされ、ひいては予備合金化粉末を基礎として行われ、該粉末は、Ｖ（及び場合によりＴｉもしくは他の合金元素）の合金化に基づいて、純粋な三元Ｍｏ－Ｓｉ－Ｂ合金に対して低下した融点を有し、ひいてはこの種の方法によってより容易に加工可能である。

【0035】

該付加製造法の利点は、最終構造に近い構造部材をコスト、時間及び材料効率的に得ることができることである。
この種の付加製造法は、それ自体が公知であり、例えば、国際公開第２０１６／１８８６９６号（WO 2016/188696 A1）に記載されている。

【0036】

特に良好には、共晶付近の合金及び共晶合金を、付加法によって加工することができる、それというのも、良好な機械的強さを有する特に微粒状の組織を製造することができるからである。
そのような合金は、Ｍｏ－（７．．１９）Ｓｉ－（６．．．１０）Ｂ－（５．．．１５）ＶもしくはＭｏ－（７．．１９）Ｓｉ－（６．．．１０）Ｂ－（５．．．１５）Ｖ－（５．．．１８）Ｔｉの組成範囲内である。さらにまた、これらの合金は、他の溶融冶金学的な方法にも、とりわけ、公知のブリッジマン法における方向性凝固にも、適している。

【0037】

本発明による合金系は、以下に実施例及び図面に基づいてより詳しく特徴付けられる。

【図面の簡単な説明】

【0038】

【図1】合金試料ＭＫ６－ＦＡＳＴ（Ｍｏ－４０Ｖ－９Ｓｉ－８Ｂ）のＸ線回折図形を示す；

【図2】二値化画像として示される、ＦＡＳＴ法による圧密化後の図１による合金試料ＭＫ６－ＦＡＳＴのミクロ構造を示す；及び

【図3】実施例による合金試料の標準偏差を考慮した微小硬さ試験の結果を示す。

【0039】

Ａ）試料製造
１．機械的合金化
バナジウム１０、２０、３０及び４０原子％を有する４種の合金を製造した。ケイ素（９原子％）及びホウ素（８原子％）の原子含有率は、全ての合金系で変わらなかった。各合金系から３０ｇを製造した。そのためには、個々の合金成分を、アルゴン保護ガス雰囲気下で量り入れ、かつ保護ガス雰囲気中で粉砕容器へ移し替えた。
得られた粉末混合物を、Retsch GmbH社の遊星ボールミル（型式PM 4000）中で次のパラメーターを用いて粉砕した：

【表1】

得られた合金に、次の名称を与えた：

【表2】

【0040】

２．熱処理
１．により得られた合金を熱処理した。
該試料をそれぞれ、セラミック小皿中へ移し替え、該熱処理の全期間にわたってアルゴン保護ガス下で焼きなましした。
そのためには、初期状態で存在する合金のそれぞれ約１０ｇを移し替え、１３００℃で５時間、HTM Retz GmbHのタイプLosicの管状炉中で熱処理した。

【0041】

得られた試料に、次の名称を与えた：
ＭＫ３－ＷＢ、ＭＫ４－ＷＢ、ＭＫ５－ＷＢ及びＭＫ６－ＷＢ

【0042】

３．ＦＡＳＴによる合金試料の製造
試料ＭＫ６－ＷＢを、ＦＡＳＴによって圧密化した。そのためには、該試料を真空下で５０ＭＰａの圧力及び１１００℃で１０分並びに１６００℃で１５分の保持時間で、その際に１００Ｋ／分で加熱及び冷却した。
得られた試料に、名称ＭＫ６－ＦＡＳＴを与えた。

【0043】

Ｂ）構造調査
１．Ｘ線回折法（ＸＲＤ）
粉末へと粉砕した試料ＭＫ３－ＷＢ、ＭＫ４－ＷＢ、ＭＫ５－ＷＢ、ＭＫ６－ＷＢ及びＭＫ６－ＦＡＳＴの構造調査を、Ｘ線回折計システムPANalytical X'pert proを用いるＸ線回折分析によって実施した：
－ 放射線：Cu-K21,21,5406
－ 電圧：４０ｋＶ
－ 電流：３０ｍＡ
－ 検出器 X' Celerator RTMS
－ フィルター：Ｎｉフィルター
－ 測定範囲：２０°≦２Θ≦１５８．９５°
－ ステップ幅：０．０１６７°
－ 測定時間 ３３０．２ｓ（ステップ幅あたり）。

【0044】

５つ全ての試料において、相Ｍｏ－Ｖ混晶、（Ｍｏ，Ｖ）_３Ｓｉ及び（Ｍｏ、Ｖ）_５ＳｉＢ_２が検出された。
ＭＫ６－ＦＡＳＴについての分析の結果は、図１に示されている。

【0045】

２．組織調査及び密度測定
該粉末粒子のミクロ構造及びモルホロジーを、Philips社の走査電子顕微鏡ESEM（ＳＥＭ） XL30を用いて分析した。該相コントラストの描出は、BSEコントラストによって行った。含まれる相を、ＥＤＸ分析によって割り当てた。

【0046】

該試料製造のために、少量の該試料粉末を、次のとおりエポキシド樹脂中へ冷時包埋し、続いて８００及び１２００の粒度を有するＳｉＣ研摩紙で湿式研削し、ダイヤモンド懸濁液で研磨した。
該ＳＥＭ調査のためには、該試料を、該包埋前に金の薄層でスパッタした。

【0047】

合金ＭＫ６－ＦＡＳＴの組織は、二値化された形で図２に示されている。その際に、該Ｍｏ混晶相は白であり、かつ双方のケイ化物相は黒である。

【0048】

ＭＫ６－ＦＡＳＴの密度は、アルキメデスの原理によって７．８ｇ／ｃｍ^３と測定された。

【0049】

Ｃ）評価
１．ＳＥＭ／ＥＤＸ分析
該ＥＤＸ分析は、該ＸＲＤ測定の結果を確認した。全ての試料の組織中で、該Ｍｏ混晶に加えて、ケイ化物相（Ｍｏ，Ｖ）_３Ｓｉ及び（Ｍｏ，Ｖ）_５ＳｉＢ_２が形成された。その際に、該ケイ化物相中で、該混晶マトリックス中よりも高い割合のバナジウムが見出された。

【0050】

ＭＫ６－ＦＡＳＴの評価は、これが、熱処理された試料に比べて、該組織中の最も高い割合のケイ化物相を有することを明らかにした。

【0051】

次の表において、前記の個々の試料中の該ケイ化物相のパーセント割合（原子％）がまとめられている。

【表3】

【0052】

２．微小硬さ試験
測定したのは、機械的合金化された（ＭＬ）試料ＭＫ３、ＭＫ４、ＭＫ５、ＭＫ６及びＭＫ６－ＦＡＳＴの微小硬さであった。

【0053】

該微小硬さを、ビッカースによる方法によってAnton Paar GmbH社の硬さ試験機（型式MHT-10）が一体化されていたCarl Zeiss Microscopy GmbH社の顕微鏡（型式Axiophod 2）を用いて測定した：
－ 試験荷重：１０ｐ
－ 試験時間：１０ｓ
－ 傾き：１５ｐ／ｓ。

【0054】

該試料を、該ＳＥＭ分析（Ｂ．２．参照）用のように、しかしながら金スパッタなしで準備した。

【0055】

相あたりそれぞれ５０個の圧痕を付け、かつ評価した。

【0056】

該結果は、標準偏差を考慮して図３に示されている。
該ＦＡＳＴ試料における該ケイ化物の微小硬さは、該混晶相よりも有意に高い。該ケイ化物相の極めて微細で均質な分布並びに約５５％のそれらの割合は、該合金の高い全体硬さを保証する。該ＦＡＳＴ試料の全体硬さは、前記の個々の相であるＭｏ，Ｖ混晶相及び前記の２種のケイ化物相のそれぞれの微小硬さから合成される。

【図1】

【図2】

【図3】

【手続補正書】

【提出日】2024-06-28

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ケイ素５～２５原子％、ホウ素０．５～２５原子％及びバナジウム３０～４０原子％並びに残部モリブデンを有し、ここでモリブデンの割合が少なくとも４０原子％である、モリブデン合金であって、
前記モリブデン合金が、モリブデン－バナジウム混晶マトリックス及びその中に分布した少なくとも１種のケイ化物相を有し、かつ前記モリブデン合金の密度が８ｇ／ｃｍ^３未満であり、前記少なくとも１種のケイ化物相が、（Ｍｏ，Ｖ） _３ Ｓｉ、（Ｍｏ，Ｖ） _５ ＳｉＢ _２ 及び（Ｍｏ，Ｖ） _５ Ｓｉ _３ から選択されており、ケイ化物相の割合が少なくとも３０％である、前記モリブデン合金。

【外国語明細書】