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(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】P2024094761
(43)【公開日】2024-07-10
(54)【発明の名称】Ｎｉ基自溶合金
(51)【国際特許分類】
C22C 19/05 20060101AFI20240703BHJP
C22C 19/03 20060101ALI20240703BHJP
C22F 1/10 20060101ALN20240703BHJP
C22F 1/00 20060101ALN20240703BHJP
【ＦＩ】
C22C19/05 B
C22C19/03 G
C22F1/10 H
C22F1/10 A
C22F1/00 614
C22F1/00 613
C22F1/00 611
C22F1/00 630B
C22F1/00 640A
C22F1/00 630D
C22F1/00 621
C22F1/00 681
C22F1/00 687
C22F1/00 691B
C22F1/00 691C
C22F1/00 692A
C22F1/00 650A
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022211516
(22)【出願日】2022-12-28
(71)【出願人】
【識別番号】000180070
【氏名又は名称】山陽特殊製鋼株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000556
【氏名又は名称】弁理士法人有古特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】廣野 友紀
(72)【発明者】
【氏名】澤田 俊之
(57)【要約】
【課題】溶性に優れており、かつ靱性に優れた皮膜６が得られうるＮｉ基合金の提供。
【解決手段】皮膜６のためのＮｉ基自溶合金は、
Ｐ：０．１０質量％以上１０．００質量％以下、
Ｂ：０．００質量％以上５．００質量％以下、
Ｓｉ：０．００量％以上５．００質量％以下、
Ｃ：０．０質量％以上３．０質量％以下、
Ｃｒ：０．０質量％以上３０．０質量％以下、
Ｃｕ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｍｎ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｆｅ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
及び
Ｃｏ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
を含有する。この合金はさらに、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ及びＨｆを含みうる。下記数式（３）で算出される比Ｒ１は、７．００以下である。
Ｒ１ ＝ （Ｂ％ ＋ Ｓｉ％） ／ Ｐ％ （３）
【選択図】図１
【解決手段】皮膜６のためのＮｉ基自溶合金は、
Ｐ：０．１０質量％以上１０．００質量％以下、
Ｂ：０．００質量％以上５．００質量％以下、
Ｓｉ：０．００量％以上５．００質量％以下、
Ｃ：０．０質量％以上３．０質量％以下、
Ｃｒ：０．０質量％以上３０．０質量％以下、
Ｃｕ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｍｎ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｆｅ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
及び
Ｃｏ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
を含有する。この合金はさらに、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ及びＨｆを含みうる。下記数式（３）で算出される比Ｒ１は、７．００以下である。
Ｒ１ ＝ （Ｂ％ ＋ Ｓｉ％） ／ Ｐ％ （３）
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
Ｐ：０．１０質量％以上１０．００質量％以下、
Ｂ：０．００質量％以上５．００質量％以下、
Ｓｉ：０．００量％以上５．００質量％以下、
Ｃ：０．０質量％以上３．０質量％以下、
Ｃｒ：０．０質量％以上３０．０質量％以下、
Ｍｏ：０．０質量％以上９．０質量％以下、
Ｗ：０．０質量％以上１８．０質量％以下、
Ｃｕ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｍｎ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｆｅ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｃｏ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ａｌ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
Ｔｉ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
Ｚｒ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
及び
Ｈｆ：０．００質量％以上０．２０質量％以下
を含有しており、残部がＮｉ及び不可避的不純物であり、下記数式（１）及び（２）を満たし、
下記数式（３）で算出される比Ｒ１が７．００以下であるＮｉ基自溶合金。
Ｍｏ％ ＋ Ｗ％ ／ ２ ≦ ９．０ （１）
Ａｌ％ ＋ Ｔｉ％ ＋ Ｚｒ％ ＋ Ｈｆ％ ≦ ０．２０ （２）
Ｒ１ ＝ （Ｂ％ ＋ Ｓｉ％） ／ Ｐ％ （３）
（これらの数式において、Ｍｏ％はＭｏの質量含有率を表し、Ｗ％はＷの質量含有率を表し、Ａｌ％はＡｌの質量含有率を表し、Ｔｉ％はＴｉの質量含有率を表し、Ｚｒ％はＺｒの質量含有率を表し、Ｈｆ％はＨｆの質量含有率を表し、Ｂ％はＢの質量含有率を表し、Ｓｉ％はＳｉの質量含有率を表し、Ｐ％はＰの質量含有率を表す。）
Ｂ：０．００質量％以上５．００質量％以下、
Ｓｉ：０．００量％以上５．００質量％以下、
Ｃ：０．０質量％以上３．０質量％以下、
Ｃｒ：０．０質量％以上３０．０質量％以下、
Ｍｏ：０．０質量％以上９．０質量％以下、
Ｗ：０．０質量％以上１８．０質量％以下、
Ｃｕ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｍｎ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｆｅ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｃｏ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ａｌ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
Ｔｉ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
Ｚｒ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
及び
Ｈｆ：０．００質量％以上０．２０質量％以下
を含有しており、残部がＮｉ及び不可避的不純物であり、下記数式（１）及び（２）を満たし、
下記数式（３）で算出される比Ｒ１が７．００以下であるＮｉ基自溶合金。
Ｍｏ％ ＋ Ｗ％ ／ ２ ≦ ９．０ （１）
Ａｌ％ ＋ Ｔｉ％ ＋ Ｚｒ％ ＋ Ｈｆ％ ≦ ０．２０ （２）
Ｒ１ ＝ （Ｂ％ ＋ Ｓｉ％） ／ Ｐ％ （３）
（これらの数式において、Ｍｏ％はＭｏの質量含有率を表し、Ｗ％はＷの質量含有率を表し、Ａｌ％はＡｌの質量含有率を表し、Ｔｉ％はＴｉの質量含有率を表し、Ｚｒ％はＺｒの質量含有率を表し、Ｈｆ％はＨｆの質量含有率を表し、Ｂ％はＢの質量含有率を表し、Ｓｉ％はＳｉの質量含有率を表し、Ｐ％はＰの質量含有率を表す。）
【請求項2】
Ｂを実質的に含まない、請求項１に記載の合金。
【請求項3】
Ｓｉを実質的に含まない、請求項１又は２に記載の合金。
【請求項4】
その材質がＮｉ基自溶合金であり、
上記Ｎｉ基自溶合金が、
Ｐ：０．１０質量％以上１０．００質量％以下、
Ｂ：０．００質量％以上５．００質量％以下、
Ｓｉ：０．００量％以上５．００質量％以下、
Ｃ：０．０質量％以上３．０質量％以下、
Ｃｒ：０．０質量％以上３０．０質量％以下、
Ｍｏ：０．０質量％以上９．０質量％以下、
Ｗ：０．０質量％以上１８．０質量％以下、
Ｃｕ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｍｎ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｆｅ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｃｏ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ａｌ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
Ｔｉ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
Ｚｒ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
及び
Ｈｆ：０．００質量％以上０．２０質量％以下
を含有しており、残部がＮｉ及び不可避的不純物であり、下記数式（１）及び（２）を満たし、
下記数式（３）で算出される比Ｒ１が７．００以下である粉末。
Ｍｏ％ ＋ Ｗ％ ／ ２ ≦ ９．０ （１）
Ａｌ％ ＋ Ｔｉ％ ＋ Ｚｒ％ ＋ Ｈｆ％ ≦ ０．２０ （２）
Ｒ１ ＝ （Ｂ％ ＋ Ｓｉ％） ／ Ｐ％ （３）
（これらの数式において、Ｍｏ％はＭｏの質量含有率を表し、Ｗ％はＷの質量含有率を表し、Ａｌ％はＡｌの質量含有率を表し、Ｔｉ％はＴｉの質量含有率を表し、Ｚｒ％はＺｒの質量含有率を表し、Ｈｆ％はＨｆの質量含有率を表し、Ｂ％はＢの質量含有率を表し、Ｓｉ％はＳｉの質量含有率を表し、Ｐ％はＰの質量含有率を表す。）
上記Ｎｉ基自溶合金が、
Ｐ：０．１０質量％以上１０．００質量％以下、
Ｂ：０．００質量％以上５．００質量％以下、
Ｓｉ：０．００量％以上５．００質量％以下、
Ｃ：０．０質量％以上３．０質量％以下、
Ｃｒ：０．０質量％以上３０．０質量％以下、
Ｍｏ：０．０質量％以上９．０質量％以下、
Ｗ：０．０質量％以上１８．０質量％以下、
Ｃｕ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｍｎ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｆｅ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｃｏ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ａｌ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
Ｔｉ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
Ｚｒ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
及び
Ｈｆ：０．００質量％以上０．２０質量％以下
を含有しており、残部がＮｉ及び不可避的不純物であり、下記数式（１）及び（２）を満たし、
下記数式（３）で算出される比Ｒ１が７．００以下である粉末。
Ｍｏ％ ＋ Ｗ％ ／ ２ ≦ ９．０ （１）
Ａｌ％ ＋ Ｔｉ％ ＋ Ｚｒ％ ＋ Ｈｆ％ ≦ ０．２０ （２）
Ｒ１ ＝ （Ｂ％ ＋ Ｓｉ％） ／ Ｐ％ （３）
（これらの数式において、Ｍｏ％はＭｏの質量含有率を表し、Ｗ％はＷの質量含有率を表し、Ａｌ％はＡｌの質量含有率を表し、Ｔｉ％はＴｉの質量含有率を表し、Ｚｒ％はＺｒの質量含有率を表し、Ｈｆ％はＨｆの質量含有率を表し、Ｂ％はＢの質量含有率を表し、Ｓｉ％はＳｉの質量含有率を表し、Ｐ％はＰの質量含有率を表す。）
【請求項5】
その材質がＮｉ基自溶合金であり、
上記Ｎｉ基自溶合金が、
Ｐ：０．１０質量％以上１０．００質量％以下、
Ｂ：０．００質量％以上５．００質量％以下、
Ｓｉ：０．００量％以上５．００質量％以下、
Ｃ：０．０質量％以上３．０質量％以下、
Ｃｒ：０．０質量％以上３０．０質量％以下、
Ｍｏ：０．０質量％以上９．０質量％以下、
Ｗ：０．０質量％以上１８．０質量％以下、
Ｃｕ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｍｎ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｆｅ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｃｏ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ａｌ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
Ｔｉ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
Ｚｒ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
及び
Ｈｆ：０．００質量％以上０．２０質量％以下
を含有しており、残部がＮｉ及び不可避的不純物であり、下記数式（１）及び（２）を満たし、
下記数式（３）で算出される比Ｒ１が７．００以下である皮膜。
Ｍｏ％ ＋ Ｗ％ ／ ２ ≦ ９．０ （１）
Ａｌ％ ＋ Ｔｉ％ ＋ Ｚｒ％ ＋ Ｈｆ％ ≦ ０．２０ （２）
Ｒ１ ＝ （Ｂ％ ＋ Ｓｉ％） ／ Ｐ％ （３）
（これらの数式において、Ｍｏ％はＭｏの質量含有率を表し、Ｗ％はＷの質量含有率を表し、Ａｌ％はＡｌの質量含有率を表し、Ｔｉ％はＴｉの質量含有率を表し、Ｚｒ％はＺｒの質量含有率を表し、Ｈｆ％はＨｆの質量含有率を表し、Ｂ％はＢの質量含有率を表し、Ｓｉ％はＳｉの質量含有率を表し、Ｐ％はＰの質量含有率を表す。）
上記Ｎｉ基自溶合金が、
Ｐ：０．１０質量％以上１０．００質量％以下、
Ｂ：０．００質量％以上５．００質量％以下、
Ｓｉ：０．００量％以上５．００質量％以下、
Ｃ：０．０質量％以上３．０質量％以下、
Ｃｒ：０．０質量％以上３０．０質量％以下、
Ｍｏ：０．０質量％以上９．０質量％以下、
Ｗ：０．０質量％以上１８．０質量％以下、
Ｃｕ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｍｎ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｆｅ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｃｏ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ａｌ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
Ｔｉ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
Ｚｒ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
及び
Ｈｆ：０．００質量％以上０．２０質量％以下
を含有しており、残部がＮｉ及び不可避的不純物であり、下記数式（１）及び（２）を満たし、
下記数式（３）で算出される比Ｒ１が７．００以下である皮膜。
Ｍｏ％ ＋ Ｗ％ ／ ２ ≦ ９．０ （１）
Ａｌ％ ＋ Ｔｉ％ ＋ Ｚｒ％ ＋ Ｈｆ％ ≦ ０．２０ （２）
Ｒ１ ＝ （Ｂ％ ＋ Ｓｉ％） ／ Ｐ％ （３）
（これらの数式において、Ｍｏ％はＭｏの質量含有率を表し、Ｗ％はＷの質量含有率を表し、Ａｌ％はＡｌの質量含有率を表し、Ｔｉ％はＴｉの質量含有率を表し、Ｚｒ％はＺｒの質量含有率を表し、Ｈｆ％はＨｆの質量含有率を表し、Ｂ％はＢの質量含有率を表し、Ｓｉ％はＳｉの質量含有率を表し、Ｐ％はＰの質量含有率を表す。）
【請求項6】
主部と、この主部の表面を覆う皮膜とを有しており、
上記皮膜の材質がＮｉ基自溶合金であり、
上記Ｎｉ基自溶合金が、
Ｐ：０．１０質量％以上１０．００質量％以下、
Ｂ：０．００質量％以上５．００質量％以下、
Ｓｉ：０．００量％以上５．００質量％以下、
Ｃ：０．０質量％以上３．０質量％以下、
Ｃｒ：０．０質量％以上３０．０質量％以下、
Ｍｏ：０．０質量％以上９．０質量％以下、
Ｗ：０．０質量％以上１８．０質量％以下、
Ｃｕ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｍｎ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｆｅ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｃｏ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ａｌ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
Ｔｉ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
Ｚｒ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
及び
Ｈｆ：０．００質量％以上０．２０質量％以下
を含有しており、残部がＮｉ及び不可避的不純物であり、下記数式（１）及び（２）を満たし、
下記数式（３）で算出される比Ｒ１が７．００以下である金属製品。
Ｍｏ％ ＋ Ｗ％ ／ ２ ≦ ９．０ （１）
Ａｌ％ ＋ Ｔｉ％ ＋ Ｚｒ％ ＋ Ｈｆ％ ≦ ０．２０ （２）
Ｒ１ ＝ （Ｂ％ ＋ Ｓｉ％） ／ Ｐ％ （３）
（これらの数式において、Ｍｏ％はＭｏの質量含有率を表し、Ｗ％はＷの質量含有率を表し、Ａｌ％はＡｌの質量含有率を表し、Ｔｉ％はＴｉの質量含有率を表し、Ｚｒ％はＺｒの質量含有率を表し、Ｈｆ％はＨｆの質量含有率を表し、Ｂ％はＢの質量含有率を表し、Ｓｉ％はＳｉの質量含有率を表し、Ｐ％はＰの質量含有率を表す。）
上記皮膜の材質がＮｉ基自溶合金であり、
上記Ｎｉ基自溶合金が、
Ｐ：０．１０質量％以上１０．００質量％以下、
Ｂ：０．００質量％以上５．００質量％以下、
Ｓｉ：０．００量％以上５．００質量％以下、
Ｃ：０．０質量％以上３．０質量％以下、
Ｃｒ：０．０質量％以上３０．０質量％以下、
Ｍｏ：０．０質量％以上９．０質量％以下、
Ｗ：０．０質量％以上１８．０質量％以下、
Ｃｕ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｍｎ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｆｅ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｃｏ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ａｌ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
Ｔｉ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
Ｚｒ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
及び
Ｈｆ：０．００質量％以上０．２０質量％以下
を含有しており、残部がＮｉ及び不可避的不純物であり、下記数式（１）及び（２）を満たし、
下記数式（３）で算出される比Ｒ１が７．００以下である金属製品。
Ｍｏ％ ＋ Ｗ％ ／ ２ ≦ ９．０ （１）
Ａｌ％ ＋ Ｔｉ％ ＋ Ｚｒ％ ＋ Ｈｆ％ ≦ ０．２０ （２）
Ｒ１ ＝ （Ｂ％ ＋ Ｓｉ％） ／ Ｐ％ （３）
（これらの数式において、Ｍｏ％はＭｏの質量含有率を表し、Ｗ％はＷの質量含有率を表し、Ａｌ％はＡｌの質量含有率を表し、Ｔｉ％はＴｉの質量含有率を表し、Ｚｒ％はＺｒの質量含有率を表し、Ｈｆ％はＨｆの質量含有率を表し、Ｂ％はＢの質量含有率を表し、Ｓｉ％はＳｉの質量含有率を表し、Ｐ％はＰの質量含有率を表す。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書は、自溶性を有する合金を開示する。詳細には、本明細書は、ベース金属がＮｉである自溶合金を開示する。
【背景技術】
【0002】
種々のＮｉ基自溶合金が、「ＪＩＳ Ｈ８３０３ ２０１０」に規定されている。それぞれのＮｉ基自溶合金は、Ｂ及びＳｉを含有する。Ｂ及びＳｉは、酸化物を還元する。Ｂ及びＳｉはさらに、合金の固相線温度又は液相線温度を下げうる。このＮｉ基自溶合金が溶射法、肉盛溶接法、遠心鋳造法等に供されて、皮膜が得られる。この皮膜によって、金属製品の主部が覆われる。この金属製品は、耐食性、耐摩耗性等に優れる。
【0003】
皮膜に、再溶融処理がなされることがある。再溶融処理では、皮膜が加熱され、皮膜に液相が出現する。この液相は、冷却によって凝固する。再溶融処理は、皮膜の緻密性を高めうる。固相線温度又は液相線温度が低いので、Ｎｉ基自溶合金は、再溶融処理に適している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【非特許文献1】ＪＩＳハンドブック２０１０ Ｈ８３０３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
皮膜の形成や、その後の再溶融処理では、主部が高温に曝される。この熱履歴は、主部に損傷を生じさせる。この熱履歴はさらに、金属製品の特性を劣化させる。従来の合金の自溶性は、不十分である。
【0006】
金属製品が過酷な環境で使用されると、皮膜が損傷しやすい。損傷の抑制の観点から、皮膜には靱性が要求される。従来の合金から得られる皮膜の靱性は、不十分である。
【0007】
本発明者らの意図するところは、自溶性に優れており、かつ靱性に優れた皮膜が得られうるＮｉ基合金の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本明細書が開示するＮｉ基自溶合金は、
Ｐ：０．１０質量％以上１０．００質量％以下、
Ｂ：０．００質量％以上５．００質量％以下、
Ｓｉ：０．００量％以上５．００質量％以下、
Ｃ：０．０質量％以上３．０質量％以下、
Ｃｒ：０．０質量％以上３０．０質量％以下、
Ｍｏ：０．０質量％以上９．０質量％以下、
Ｗ：０．０質量％以上１８．０質量％以下、
Ｃｕ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｍｎ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｆｅ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｃｏ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ａｌ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
Ｔｉ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
Ｚｒ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
及び
Ｈｆ：０．００質量％以上０．２０質量％以下
を含有する。残部は、Ｎｉ及び不可避的不純物である。この合金は、下記数式（１）及び（２）を満たす。下記数式（３）で算出される比Ｒ１は、７．００以下である。
Ｍｏ％ ＋ Ｗ％ ／ ２ ≦ ９．０ （１）
Ａｌ％ ＋ Ｔｉ％ ＋ Ｚｒ％ ＋ Ｈｆ％ ≦ ０．２０ （２）
Ｒ１ ＝ （Ｂ％ ＋ Ｓｉ％） ／ Ｐ％ （３）
これらの数式において、Ｍｏ％はＭｏの質量含有率を表し、Ｗ％はＷの質量含有率を表し、Ａｌ％はＡｌの質量含有率を表し、Ｔｉ％はＴｉの質量含有率を表し、Ｚｒ％はＺｒの質量含有率を表し、Ｈｆ％はＨｆの質量含有率を表し、Ｂ％はＢの質量含有率を表し、Ｓｉ％はＳｉの質量含有率を表し、Ｐ％はＰの質量含有率を表す。
Ｐ：０．１０質量％以上１０．００質量％以下、
Ｂ：０．００質量％以上５．００質量％以下、
Ｓｉ：０．００量％以上５．００質量％以下、
Ｃ：０．０質量％以上３．０質量％以下、
Ｃｒ：０．０質量％以上３０．０質量％以下、
Ｍｏ：０．０質量％以上９．０質量％以下、
Ｗ：０．０質量％以上１８．０質量％以下、
Ｃｕ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｍｎ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｆｅ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｃｏ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ａｌ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
Ｔｉ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
Ｚｒ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
及び
Ｈｆ：０．００質量％以上０．２０質量％以下
を含有する。残部は、Ｎｉ及び不可避的不純物である。この合金は、下記数式（１）及び（２）を満たす。下記数式（３）で算出される比Ｒ１は、７．００以下である。
Ｍｏ％ ＋ Ｗ％ ／ ２ ≦ ９．０ （１）
Ａｌ％ ＋ Ｔｉ％ ＋ Ｚｒ％ ＋ Ｈｆ％ ≦ ０．２０ （２）
Ｒ１ ＝ （Ｂ％ ＋ Ｓｉ％） ／ Ｐ％ （３）
これらの数式において、Ｍｏ％はＭｏの質量含有率を表し、Ｗ％はＷの質量含有率を表し、Ａｌ％はＡｌの質量含有率を表し、Ｔｉ％はＴｉの質量含有率を表し、Ｚｒ％はＺｒの質量含有率を表し、Ｈｆ％はＨｆの質量含有率を表し、Ｂ％はＢの質量含有率を表し、Ｓｉ％はＳｉの質量含有率を表し、Ｐ％はＰの質量含有率を表す。
【0009】
好ましくは、この合金は、Ｂを実質的に含まない。好ましくは、この合金は、Ｓｉを実質的に含まない。
【0010】
本明細書が開示する粉末の材質は、Ｎｉ基自溶合金である。このＮｉ基自溶合金は、
Ｐ：０．１０質量％以上１０．００質量％以下、
Ｂ：０．００質量％以上５．００質量％以下、
Ｓｉ：０．００量％以上５．００質量％以下、
Ｃ：０．０質量％以上３．０質量％以下、
Ｃｒ：０．０質量％以上３０．０質量％以下、
Ｍｏ：０．０質量％以上９．０質量％以下、
Ｗ：０．０質量％以上１８．０質量％以下、
Ｃｕ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｍｎ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｆｅ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｃｏ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ａｌ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
Ｔｉ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
Ｚｒ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
及び
Ｈｆ：０．００質量％以上０．２０質量％以下
を含有する。残部は、Ｎｉ及び不可避的不純物である。この合金は、下記数式（１）及び（２）を満たす。下記数式（３）で算出される比Ｒ１は、７．００以下である。
Ｍｏ％ ＋ Ｗ％ ／ ２ ≦ ９．０ （１）
Ａｌ％ ＋ Ｔｉ％ ＋ Ｚｒ％ ＋ Ｈｆ％ ≦ ０．２０ （２）
Ｒ１ ＝ （Ｂ％ ＋ Ｓｉ％） ／ Ｐ％ （３）
これらの数式において、Ｍｏ％はＭｏの質量含有率を表し、Ｗ％はＷの質量含有率を表し、Ａｌ％はＡｌの質量含有率を表し、Ｔｉ％はＴｉの質量含有率を表し、Ｚｒ％はＺｒの質量含有率を表し、Ｈｆ％はＨｆの質量含有率を表し、Ｂ％はＢの質量含有率を表し、Ｓｉ％はＳｉの質量含有率を表し、Ｐ％はＰの質量含有率を表す。
Ｐ：０．１０質量％以上１０．００質量％以下、
Ｂ：０．００質量％以上５．００質量％以下、
Ｓｉ：０．００量％以上５．００質量％以下、
Ｃ：０．０質量％以上３．０質量％以下、
Ｃｒ：０．０質量％以上３０．０質量％以下、
Ｍｏ：０．０質量％以上９．０質量％以下、
Ｗ：０．０質量％以上１８．０質量％以下、
Ｃｕ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｍｎ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｆｅ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｃｏ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ａｌ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
Ｔｉ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
Ｚｒ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
及び
Ｈｆ：０．００質量％以上０．２０質量％以下
を含有する。残部は、Ｎｉ及び不可避的不純物である。この合金は、下記数式（１）及び（２）を満たす。下記数式（３）で算出される比Ｒ１は、７．００以下である。
Ｍｏ％ ＋ Ｗ％ ／ ２ ≦ ９．０ （１）
Ａｌ％ ＋ Ｔｉ％ ＋ Ｚｒ％ ＋ Ｈｆ％ ≦ ０．２０ （２）
Ｒ１ ＝ （Ｂ％ ＋ Ｓｉ％） ／ Ｐ％ （３）
これらの数式において、Ｍｏ％はＭｏの質量含有率を表し、Ｗ％はＷの質量含有率を表し、Ａｌ％はＡｌの質量含有率を表し、Ｔｉ％はＴｉの質量含有率を表し、Ｚｒ％はＺｒの質量含有率を表し、Ｈｆ％はＨｆの質量含有率を表し、Ｂ％はＢの質量含有率を表し、Ｓｉ％はＳｉの質量含有率を表し、Ｐ％はＰの質量含有率を表す。
【0011】
本明細書が開示する皮膜の材質は、Ｎｉ基自溶合金である。このＮｉ基自溶合金は、
Ｐ：０．１０質量％以上１０．００質量％以下、
Ｂ：０．００質量％以上５．００質量％以下、
Ｓｉ：０．００量％以上５．００質量％以下、
Ｃ：０．０質量％以上３．０質量％以下、
Ｃｒ：０．０質量％以上３０．０質量％以下、
Ｍｏ：０．０質量％以上９．０質量％以下、
Ｗ：０．０質量％以上１８．０質量％以下、
Ｃｕ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｍｎ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｆｅ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｃｏ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ａｌ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
Ｔｉ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
Ｚｒ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
及び
Ｈｆ：０．００質量％以上０．２０質量％以下
を含有する。残部は、Ｎｉ及び不可避的不純物である。この合金は、下記数式（１）及び（２）を満たす。下記数式（３）で算出される比Ｒ１は、７．００以下である。
Ｍｏ％ ＋ Ｗ％ ／ ２ ≦ ９．０ （１）
Ａｌ％ ＋ Ｔｉ％ ＋ Ｚｒ％ ＋ Ｈｆ％ ≦ ０．２０ （２）
Ｒ１ ＝ （Ｂ％ ＋ Ｓｉ％） ／ Ｐ％ （３）
これらの数式において、Ｍｏ％はＭｏの質量含有率を表し、Ｗ％はＷの質量含有率を表し、Ａｌ％はＡｌの質量含有率を表し、Ｔｉ％はＴｉの質量含有率を表し、Ｚｒ％はＺｒの質量含有率を表し、Ｈｆ％はＨｆの質量含有率を表し、Ｂ％はＢの質量含有率を表し、Ｓｉ％はＳｉの質量含有率を表し、Ｐ％はＰの質量含有率を表す。
Ｐ：０．１０質量％以上１０．００質量％以下、
Ｂ：０．００質量％以上５．００質量％以下、
Ｓｉ：０．００量％以上５．００質量％以下、
Ｃ：０．０質量％以上３．０質量％以下、
Ｃｒ：０．０質量％以上３０．０質量％以下、
Ｍｏ：０．０質量％以上９．０質量％以下、
Ｗ：０．０質量％以上１８．０質量％以下、
Ｃｕ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｍｎ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｆｅ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｃｏ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ａｌ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
Ｔｉ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
Ｚｒ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
及び
Ｈｆ：０．００質量％以上０．２０質量％以下
を含有する。残部は、Ｎｉ及び不可避的不純物である。この合金は、下記数式（１）及び（２）を満たす。下記数式（３）で算出される比Ｒ１は、７．００以下である。
Ｍｏ％ ＋ Ｗ％ ／ ２ ≦ ９．０ （１）
Ａｌ％ ＋ Ｔｉ％ ＋ Ｚｒ％ ＋ Ｈｆ％ ≦ ０．２０ （２）
Ｒ１ ＝ （Ｂ％ ＋ Ｓｉ％） ／ Ｐ％ （３）
これらの数式において、Ｍｏ％はＭｏの質量含有率を表し、Ｗ％はＷの質量含有率を表し、Ａｌ％はＡｌの質量含有率を表し、Ｔｉ％はＴｉの質量含有率を表し、Ｚｒ％はＺｒの質量含有率を表し、Ｈｆ％はＨｆの質量含有率を表し、Ｂ％はＢの質量含有率を表し、Ｓｉ％はＳｉの質量含有率を表し、Ｐ％はＰの質量含有率を表す。
【0012】
本明細書が開示する金属材料は、主部とこの主部の表面を覆う皮膜とを有する。この皮膜の材質は、Ｎｉ基自溶合金である。このＮｉ基自溶合金は、
Ｐ：０．１０質量％以上１０．００質量％以下、
Ｂ：０．００質量％以上５．００質量％以下、
Ｓｉ：０．００量％以上５．００質量％以下、
Ｃ：０．０質量％以上３．０質量％以下、
Ｃｒ：０．０質量％以上３０．０質量％以下、
Ｍｏ：０．０質量％以上９．０質量％以下、
Ｗ：０．０質量％以上１８．０質量％以下、
Ｃｕ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｍｎ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｆｅ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｃｏ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ａｌ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
Ｔｉ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
Ｚｒ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
及び
Ｈｆ：０．００質量％以上０．２０質量％以下
を含有する。残部は、Ｎｉ及び不可避的不純物である。この合金は、下記数式（１）及び（２）を満たす。下記数式（３）で算出される比Ｒ１は、７．００以下である。
Ｍｏ％ ＋ Ｗ％ ／ ２ ≦ ９．０ （１）
Ａｌ％ ＋ Ｔｉ％ ＋ Ｚｒ％ ＋ Ｈｆ％ ≦ ０．２０ （２）
Ｒ１ ＝ （Ｂ％ ＋ Ｓｉ％） ／ Ｐ％ （３）
これらの数式において、Ｍｏ％はＭｏの質量含有率を表し、Ｗ％はＷの質量含有率を表し、Ａｌ％はＡｌの質量含有率を表し、Ｔｉ％はＴｉの質量含有率を表し、Ｚｒ％はＺｒの質量含有率を表し、Ｈｆ％はＨｆの質量含有率を表し、Ｂ％はＢの質量含有率を表し、Ｓｉ％はＳｉの質量含有率を表し、Ｐ％はＰの質量含有率を表す。
Ｐ：０．１０質量％以上１０．００質量％以下、
Ｂ：０．００質量％以上５．００質量％以下、
Ｓｉ：０．００量％以上５．００質量％以下、
Ｃ：０．０質量％以上３．０質量％以下、
Ｃｒ：０．０質量％以上３０．０質量％以下、
Ｍｏ：０．０質量％以上９．０質量％以下、
Ｗ：０．０質量％以上１８．０質量％以下、
Ｃｕ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｍｎ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｆｅ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｃｏ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ａｌ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
Ｔｉ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
Ｚｒ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
及び
Ｈｆ：０．００質量％以上０．２０質量％以下
を含有する。残部は、Ｎｉ及び不可避的不純物である。この合金は、下記数式（１）及び（２）を満たす。下記数式（３）で算出される比Ｒ１は、７．００以下である。
Ｍｏ％ ＋ Ｗ％ ／ ２ ≦ ９．０ （１）
Ａｌ％ ＋ Ｔｉ％ ＋ Ｚｒ％ ＋ Ｈｆ％ ≦ ０．２０ （２）
Ｒ１ ＝ （Ｂ％ ＋ Ｓｉ％） ／ Ｐ％ （３）
これらの数式において、Ｍｏ％はＭｏの質量含有率を表し、Ｗ％はＷの質量含有率を表し、Ａｌ％はＡｌの質量含有率を表し、Ｔｉ％はＴｉの質量含有率を表し、Ｚｒ％はＺｒの質量含有率を表し、Ｈｆ％はＨｆの質量含有率を表し、Ｂ％はＢの質量含有率を表し、Ｓｉ％はＳｉの質量含有率を表し、Ｐ％はＰの質量含有率を表す。
【発明の効果】
【0013】
このＮｉ基自溶合金の固相線温度又は液相線温度は、低い。このＮｉ基自溶合金から、比較的低温での処理により、緻密な皮膜が形成されうる。この処理では、主部が高温に曝されない。この皮膜は、低硬度であって靱性に優れる。この皮膜を有する金属製品は、諸性能に優れる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態が説明される。
【0016】
図１に示された金属製品２は、主部４と皮膜６とを有している。皮膜６は、主部４の表面を覆っている。皮膜６が、主部４の表面の全体を覆ってもよく、一部を覆ってもよい。主部４の材質は、金属材料である。種々の金属材料が、主部４に適している。典型的な金属材料は、Ｆｅ基合金及びＣｕ基合金である。皮膜６は、溶射法、肉盛溶接法、遠心鋳造法等によって得られる。これらの方法では、粉末が用いられる。
【0017】
この粉末は、多数の粒子の集合である。これらの粒子の材質は、Ｎｉ基自溶合金である。このＮｉ基自溶合金は、
Ｐ：０．１０質量％以上１０．００質量％以下、
Ｂ：０．００質量％以上５．００質量％以下、
Ｓｉ：０．００量％以上５．００質量％以下、
Ｃ：０．０質量％以上３．０質量％以下、
Ｃｒ：０．０質量％以上３０．０質量％以下、
Ｍｏ：０．０質量％以上９．０質量％以下、
Ｗ：０．０質量％以上１８．０質量％以下、
Ｃｕ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｍｎ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｆｅ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｃｏ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ａｌ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
Ｔｉ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
Ｚｒ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
及び
Ｈｆ：０．００質量％以上０．２０質量％以下
を含有する。残部は、Ｎｉ及び不可避的不純物である。
Ｐ：０．１０質量％以上１０．００質量％以下、
Ｂ：０．００質量％以上５．００質量％以下、
Ｓｉ：０．００量％以上５．００質量％以下、
Ｃ：０．０質量％以上３．０質量％以下、
Ｃｒ：０．０質量％以上３０．０質量％以下、
Ｍｏ：０．０質量％以上９．０質量％以下、
Ｗ：０．０質量％以上１８．０質量％以下、
Ｃｕ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｍｎ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｆｅ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ｃｏ：０．０質量％以上１０．０質量％以下、
Ａｌ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
Ｔｉ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
Ｚｒ：０．００質量％以上０．２０質量％以下、
及び
Ｈｆ：０．００質量％以上０．２０質量％以下
を含有する。残部は、Ｎｉ及び不可避的不純物である。
【0018】
従来のＮｉ基自溶合金では、Ｂ及びＳｉが自溶性に寄与する。本実施形態に係るＮｉ基自溶合金では、主としてＰが自溶性に寄与する。この合金は、自溶性に極めて優れている。以下、このＮｉ基自溶合金の組成が詳説される。
【0019】
［リン（Ｐ）］
Ｐは、本実施形態に係る合金において、重要な役割を果たす。Ｐは、固相線温度を低下させる。Ｐの添加により、従来のＮｉ基自溶合金では達成され得なかった、低い固相線温度が達成されうる。Ｐの添加により、１０００℃以下、さらには９５０℃以下の条件での再溶融処理であっても、皮膜６の緻密が達成されうる。ＮｉとＢとの２元系平衡状態図における固相線温度は、約１０９３℃である。ＮｉとＳｉとの２元系平衡状態図における固相線温度は、約１１４３℃である。一方、ＮｉとＰとの２元系平衡状態図における固相線温度は、約８７０℃であり、著しく低い。このような、Ｎｉに対するＰの特性が、本実施形態に係るＮｉ基自溶合金の低い固相線温度に寄与していると、推測される。
Ｐは、本実施形態に係る合金において、重要な役割を果たす。Ｐは、固相線温度を低下させる。Ｐの添加により、従来のＮｉ基自溶合金では達成され得なかった、低い固相線温度が達成されうる。Ｐの添加により、１０００℃以下、さらには９５０℃以下の条件での再溶融処理であっても、皮膜６の緻密が達成されうる。ＮｉとＢとの２元系平衡状態図における固相線温度は、約１０９３℃である。ＮｉとＳｉとの２元系平衡状態図における固相線温度は、約１１４３℃である。一方、ＮｉとＰとの２元系平衡状態図における固相線温度は、約８７０℃であり、著しく低い。このような、Ｎｉに対するＰの特性が、本実施形態に係るＮｉ基自溶合金の低い固相線温度に寄与していると、推測される。
【0020】
金属製品２では、皮膜６の特性だけでなく、その下の基材の特性も重要視される。通常、高い高温強度や耐食性を必要とする部材ではステンレス鋼の母材が用いられるが、皮膜を緻密化させるために必要な１０００℃以上での再溶融処理を行った場合、ステンレス鋼基材の結晶粒が粗大化し強度低下を起こす。また、高い熱伝導性や電気伝導性を必要とする部材ではＣｕ合金の母材が用いられるが、Ｃｕの融点は１０８３℃程度であり、１０００℃以上の再溶融処理により基材が溶融したり、過度に変形したりするなどの問題が起こる。一方、このＮｉ基自溶合金から、低い処理温度で、皮膜６が形成されうる。さらにこの皮膜６には、低い温度での再溶融処理が採用されうる。従って、この金属製品２では、熱履歴による主部４へのダメージが、抑制されうる。例えば、主部４の材質がステンレス鋼である場合、結晶粒の粗大化が抑制される。微細な結晶粒は、金属製品２の強度に寄与しうる。主部４の材質が銅合金である場合、この主部４の溶融及び変形が、抑制されうる。
【0021】
さらに、ステンレス鋼は一般的な鉄鋼材（ＳＳ４００）に比べて熱の伝わり方が３倍程度遅いため、基材の形状やガスバーナーを用いたフュージングなど、加熱ムラがある場合に変形しやすい。一方、このＮｉ基自溶合金の固相線温度は低いので、高出力な加熱手段によっても再溶融処理が達成されうる。この加熱手段による再溶融処理では、加熱ムラは生じにくい。従って、加熱ムラに起因する主部４の変形が、抑制されうる。この皮膜６は、熱伝導率が低い主部４にも適している。熱伝導率が低い主部４の材質として、ステンレス鋼が例示される。
【0022】
従来のＮｉ基自溶合金からなる皮膜６では、この皮膜６から主部４にＢが拡散し、金属製品２の特性を損なうおそれがある。例えば、硬質で粗大な硼化物を晶出させ，基材と皮膜の密着性を損なうことやそれに伴う耐食性劣化が考えられる。特に、主部４の材質がＦｅ基合金である場合に、金属製品２の特性が損なわれやすい。例えば、主部４の材質がＳＵＳ３０４（オーステナイト系ステンレス鋼）である場合、主部４の粒界に過度に拡散したＢがＣｒと反応してクロムホウ化物が生成される。この生成により、周囲のＳＵＳ３０４基地のＣｒ濃度が下がり、いわゆるステンレス鋼の鋭敏化に類似の現象が見られ、皮膜６との界面の近くにおいて主部４の耐食性が阻害される。主部４の材質がＳＵＳ３１６（Ｍｏ含有オーステナイト系ステンレス鋼）である場合、主部４の粒界に過度に拡散したＢがＣｒ及びＭｏと反応してクロムホウ化物及びモリブデンホウ化物が生成される。これらの生成により、主部４の基地のＣｒ及びＭｏが欠乏し、皮膜６との界面の近くにおいて主部４の耐食性が阻害される。本発明者らは、主部４と皮膜６との界面のミクロ組織観察により、従来のＮｉ基自溶合金における耐食性阻害の原因を解明した。そして、耐食性阻害を抑制すべく鋭意検討し、Ｂの全部又は一部がＰで置換されたＮｉ基自溶合金に到達した。この合金では、Ｐが主部４に拡散する。Ｐの拡散は、Ｂの拡散を抑制すると推測される。Ｂの拡散が抑制された主部４では、耐食性阻害が生じにくい。
【0023】
皮膜６は、粉末が用いられた溶射法によって形成されうる。Ｎｉ基自溶合金がＰを含むので、この皮膜６は緻密である。その理由は、以下の通りであると推測される。溶射法では、高温の粒子（溶融金属）が空間を飛翔する。この飛翔において粒子に、わずかではあるが酸化物が生成する。Ｎｉ基自溶合金がＰを含んでいるので、粒子に生成する酸化物の一部は、Ｐを含有する。Ｐ含有酸化物の昇華温度が低いので、このＰ含有酸化物の一部は飛翔中に気化する。従って、皮膜６に含まれる酸化物の量は、少ない。この皮膜６では、酸化物による緻密性阻害が、抑制される。
【0024】
これらの観点から、Ｐの含有率は０．１０質量％以上が好ましく、０．２０質量％以上がより好ましく、０．５０質量％以上が特に好ましい。過剰のＰは、皮膜６における粗大なリン化物の析出を招来する。粗大なリン化物は、皮膜６の脆化を招来し、かつ皮膜６の機械加工性を阻害する。皮膜６の靱性及び加工性の観点から、この含有率は１０．００質量％以下が好ましく、７．００質量％以下がより好ましく、５．００質量％以下が特に好ましい。
【0025】
［ホウ素（Ｂ）］
Ｂは、Ｎｉ基自溶合金の固相線温度を低下させる。さらにＢは、皮膜６中の酸化物を還元しうる。一方、過剰のＢは、皮膜６における粗大なホウ化物の析出を招来する。粗大なホウ化物は、皮膜６の液相線温度を上昇させ、この皮膜６の再溶融処理の困難を招く。さらに、このホウ化物を含む皮膜６は、高硬度であって靱性に劣る。再溶融処理の容易の観点、及び皮膜６の優れた靱性の観点から、Ｂの含有率は５．００質量％以下が好ましく、４．００質量％以下がより好ましく、２．００質量％以下が特に好ましい。
Ｂは、Ｎｉ基自溶合金の固相線温度を低下させる。さらにＢは、皮膜６中の酸化物を還元しうる。一方、過剰のＢは、皮膜６における粗大なホウ化物の析出を招来する。粗大なホウ化物は、皮膜６の液相線温度を上昇させ、この皮膜６の再溶融処理の困難を招く。さらに、このホウ化物を含む皮膜６は、高硬度であって靱性に劣る。再溶融処理の容易の観点、及び皮膜６の優れた靱性の観点から、Ｂの含有率は５．００質量％以下が好ましく、４．００質量％以下がより好ましく、２．００質量％以下が特に好ましい。
【0026】
このＮｉ基自溶合金では、固相線温度を低下の役割をＰが担う。従って、Ｂは、必須の元素ではない。再溶融処理の容易の観点、及び皮膜６の優れた靱性の観点から、この合金がＢを実質的に含まないことが好ましい。換言すれば、Ｂの含有率が検出限界未満である合金、及びＢが不可避的不純物として検出される合金が、好ましい。
【0027】
［ケイ素（Ｓｉ）］
Ｓｉは、Ｎｉ基自溶合金の固相線温度を低下させる。さらにＳｉは、皮膜６中の酸化物を還元しうる。一方、過剰のＳｉは、皮膜６の脆化を招来し、かつ皮膜６の機械加工性を阻害する。皮膜６の靱性及び加工性の観点から、この含有率は５．００質量％以下が好ましく、４．０質量％以下がより好ましく、３．００質量％以下が特に好ましい。
Ｓｉは、Ｎｉ基自溶合金の固相線温度を低下させる。さらにＳｉは、皮膜６中の酸化物を還元しうる。一方、過剰のＳｉは、皮膜６の脆化を招来し、かつ皮膜６の機械加工性を阻害する。皮膜６の靱性及び加工性の観点から、この含有率は５．００質量％以下が好ましく、４．０質量％以下がより好ましく、３．００質量％以下が特に好ましい。
【0028】
このＮｉ基自溶合金では、固相線温度を低下の役割をＰが担う。従って、Ｓｉは、必須の元素ではない。皮膜６の靱性及び加工性の観点から、この合金がＳｉを実質的に含まないことが好ましい。換言すれば、Ｓｉの含有率が検出限界未満である合金、及びＳｉが不可避的不純物として検出される合金が、好ましい。
【0029】
［炭素（Ｃ）］
Ｃは、皮膜６の高硬度に寄与する。Ｃは、皮膜６に高硬度が必要な場合に、Ｎｉ基自溶合金に添加される。従って、Ｃは必須の元素ではない。高硬度の観点から、Ｃの含有率は０．１０質量％以上が好ましく、０．２０質量％以上がより好ましく、０．４０質量％以上が特に好ましい。過剰のＣは、皮膜６の脆化を招来し、かつ皮膜６の機械加工性を阻害する。皮膜６の靱性及び加工性の観点から、この含有率は３．００質量％以下が好ましく、２．５０質量％以下がより好ましく、２．００質量％以下が特に好ましい。
Ｃは、皮膜６の高硬度に寄与する。Ｃは、皮膜６に高硬度が必要な場合に、Ｎｉ基自溶合金に添加される。従って、Ｃは必須の元素ではない。高硬度の観点から、Ｃの含有率は０．１０質量％以上が好ましく、０．２０質量％以上がより好ましく、０．４０質量％以上が特に好ましい。過剰のＣは、皮膜６の脆化を招来し、かつ皮膜６の機械加工性を阻害する。皮膜６の靱性及び加工性の観点から、この含有率は３．００質量％以下が好ましく、２．５０質量％以下がより好ましく、２．００質量％以下が特に好ましい。
【0030】
［クロム（Ｃｒ）］
Ｃｒは、皮膜６の耐食性に寄与する。Ｃｒは、皮膜６に耐食性が必要な場合に、Ｎｉ基自溶合金に添加される。従って、Ｃｒは必須の元素ではない。耐食性の観点から、Ｃｒの含有率は２．０質量％以上が好ましく、８．０質量％以上がより好ましく、１０．０質量％以上が特に好ましい。過剰のＣｒは、皮膜６の液相線温度を上昇させ、この皮膜６の再溶融処理の困難を招来する。再溶融処理の容易の観点から、この含有率は３０．０質量％以下が好ましく、２０．０質量％以下がより好ましく、１８．０質量％以下が特に好ましい。
Ｃｒは、皮膜６の耐食性に寄与する。Ｃｒは、皮膜６に耐食性が必要な場合に、Ｎｉ基自溶合金に添加される。従って、Ｃｒは必須の元素ではない。耐食性の観点から、Ｃｒの含有率は２．０質量％以上が好ましく、８．０質量％以上がより好ましく、１０．０質量％以上が特に好ましい。過剰のＣｒは、皮膜６の液相線温度を上昇させ、この皮膜６の再溶融処理の困難を招来する。再溶融処理の容易の観点から、この含有率は３０．０質量％以下が好ましく、２０．０質量％以下がより好ましく、１８．０質量％以下が特に好ましい。
【0031】
［モリブデン（Ｍｏ）］
Ｍｏは、皮膜６の耐食性に寄与する。Ｍｏは、皮膜６に耐食性が必要な場合に、Ｎｉ基自溶合金に添加される。従って、Ｍｏは必須の元素ではない。耐食性の観点から、Ｍｏの含有率は０．５質量％以上が好ましく、０．８質量％以上がより好ましく、１．０質量％以上が特に好ましい。過剰のＭｏは、皮膜６の液相線温度を上昇させ、この皮膜６の再溶融処理の困難を招来する。過剰のＭｏはさらに、粗大なモリブデン含有リン化物の析出を招来する。粗大なリン化物は、皮膜６の脆化を招来し、かつ皮膜６の機械加工性を阻害する。再溶融処理の容易、靱性及び加工性の観点から、この含有率は９．０質量％以下が好ましく、５．０質量％以下がより好ましく、４．０質量％以下が特に好ましい。
Ｍｏは、皮膜６の耐食性に寄与する。Ｍｏは、皮膜６に耐食性が必要な場合に、Ｎｉ基自溶合金に添加される。従って、Ｍｏは必須の元素ではない。耐食性の観点から、Ｍｏの含有率は０．５質量％以上が好ましく、０．８質量％以上がより好ましく、１．０質量％以上が特に好ましい。過剰のＭｏは、皮膜６の液相線温度を上昇させ、この皮膜６の再溶融処理の困難を招来する。過剰のＭｏはさらに、粗大なモリブデン含有リン化物の析出を招来する。粗大なリン化物は、皮膜６の脆化を招来し、かつ皮膜６の機械加工性を阻害する。再溶融処理の容易、靱性及び加工性の観点から、この含有率は９．０質量％以下が好ましく、５．０質量％以下がより好ましく、４．０質量％以下が特に好ましい。
【0032】
［タングステン（Ｗ）］
Ｗは、皮膜６の耐食性に寄与する。Ｗは、皮膜６に耐食性が必要な場合に、Ｎｉ基自溶合金に添加される。従って、Ｗは必須の元素ではない。耐食性の観点から、Ｗの含有率は１．０質量％以上が好ましく、１．５質量％以上がより好ましく、２．０質量％以上が特に好ましい。過剰のＷは、皮膜６の液相線温度を上昇させ、この皮膜６の再溶融処理の困難を招来する。過剰のＷはさらに、粗大なタングステン含有リン化物の析出を招来する。粗大なリン化物は、皮膜６の脆化を招来し、かつ皮膜６の機械加工性を阻害する。再溶融処理の容易、靱性及び加工性の観点から、この含有率は１８．０質量％以下が好ましく、１０．０質量％以下がより好ましく、８．０質量％以下が特に好ましい。
Ｗは、皮膜６の耐食性に寄与する。Ｗは、皮膜６に耐食性が必要な場合に、Ｎｉ基自溶合金に添加される。従って、Ｗは必須の元素ではない。耐食性の観点から、Ｗの含有率は１．０質量％以上が好ましく、１．５質量％以上がより好ましく、２．０質量％以上が特に好ましい。過剰のＷは、皮膜６の液相線温度を上昇させ、この皮膜６の再溶融処理の困難を招来する。過剰のＷはさらに、粗大なタングステン含有リン化物の析出を招来する。粗大なリン化物は、皮膜６の脆化を招来し、かつ皮膜６の機械加工性を阻害する。再溶融処理の容易、靱性及び加工性の観点から、この含有率は１８．０質量％以下が好ましく、１０．０質量％以下がより好ましく、８．０質量％以下が特に好ましい。
【0033】
［Ｍｏ及びＷ］
このＮｉ基自溶合金は、下記の数式（１）を満たす。
Ｍｏ％ ＋ Ｗ％ ／ ２ ≦ ９．０ （１）
この数式において、Ｍｏ％はＭｏの質量含有率を表し、Ｗ％はＷの質量含有率を表す。Ｎｉ基自溶合金においてＷは、Ｍｏと同等の役割を果たす。しかし、Ｗの添加で得られる効果は、同量のＭｏの添加で得られる効果の、約半分である。従って本実施形態では、Ｗの含有率に対する係数として１／２が採用されて、モリブデン当量（Ｍｏ％＋Ｗ％／２）が算出される。上記数式を満たすＮｉ基自溶合金では、モリブデン当量は９．０質量％以下である。このＮｉ基自溶合金から、再溶融処理が容易であり、靱性及び加工性に優れた皮膜６が得られうる。これらの観点から、モリブデン当量は５．０質量％以下がより好ましく、４．０質量％以下が特に好ましい。前述の通り、Ｍｏ及びＷは、必須の元素ではない。従って、モリブデン当量がゼロであってもよい。耐食性の観点から、モリブデン当量は０．５質量％以上が好ましく、０．８質量％以上がより好ましく、１．０質量％以上が特に好ましい。
このＮｉ基自溶合金は、下記の数式（１）を満たす。
Ｍｏ％ ＋ Ｗ％ ／ ２ ≦ ９．０ （１）
この数式において、Ｍｏ％はＭｏの質量含有率を表し、Ｗ％はＷの質量含有率を表す。Ｎｉ基自溶合金においてＷは、Ｍｏと同等の役割を果たす。しかし、Ｗの添加で得られる効果は、同量のＭｏの添加で得られる効果の、約半分である。従って本実施形態では、Ｗの含有率に対する係数として１／２が採用されて、モリブデン当量（Ｍｏ％＋Ｗ％／２）が算出される。上記数式を満たすＮｉ基自溶合金では、モリブデン当量は９．０質量％以下である。このＮｉ基自溶合金から、再溶融処理が容易であり、靱性及び加工性に優れた皮膜６が得られうる。これらの観点から、モリブデン当量は５．０質量％以下がより好ましく、４．０質量％以下が特に好ましい。前述の通り、Ｍｏ及びＷは、必須の元素ではない。従って、モリブデン当量がゼロであってもよい。耐食性の観点から、モリブデン当量は０．５質量％以上が好ましく、０．８質量％以上がより好ましく、１．０質量％以上が特に好ましい。
【0034】
［銅（Ｃｕ）］
Ｃｕは、皮膜６の耐食性に寄与する。Ｃｕは、皮膜６に耐食性が必要な場合に、Ｎｉ基自溶合金に添加される。従って、Ｃｕは必須の元素ではない。耐食性の観点から、Ｃｕの含有率は０．１質量％以上が好ましく、０．５質量％以上がより好ましく、１．０質量％以上が特に好ましい。過剰のＣｕは、かえって皮膜６の耐食性を阻害する。耐食性の観点から、この含有率は１０．０質量％以下が好ましく、５．０質量％以下がより好ましく、４．０質量％以下が特に好ましい。
Ｃｕは、皮膜６の耐食性に寄与する。Ｃｕは、皮膜６に耐食性が必要な場合に、Ｎｉ基自溶合金に添加される。従って、Ｃｕは必須の元素ではない。耐食性の観点から、Ｃｕの含有率は０．１質量％以上が好ましく、０．５質量％以上がより好ましく、１．０質量％以上が特に好ましい。過剰のＣｕは、かえって皮膜６の耐食性を阻害する。耐食性の観点から、この含有率は１０．０質量％以下が好ましく、５．０質量％以下がより好ましく、４．０質量％以下が特に好ましい。
【0035】
［マンガン（Ｍｎ）］
Ｍｎは、本実施形態に係るＮｉ基自溶合金の特性に、大きな影響を与えない。Ｍｎは、Ｎｉ基自溶合金の必須成分ではない。従って、このＮｉ基自溶合金におけるＭｎの含有が、ゼロであってもよい。過剰のＭｎは、必須元素の含有率の低下を招く。従って、Ｍｎの含有率は１０．０質量％以下が好ましい。
Ｍｎは、本実施形態に係るＮｉ基自溶合金の特性に、大きな影響を与えない。Ｍｎは、Ｎｉ基自溶合金の必須成分ではない。従って、このＮｉ基自溶合金におけるＭｎの含有が、ゼロであってもよい。過剰のＭｎは、必須元素の含有率の低下を招く。従って、Ｍｎの含有率は１０．０質量％以下が好ましい。
【0036】
［鉄（Ｆｅ）］
Ｆｅは、本実施形態に係るＮｉ基自溶合金の特性に、大きな影響を与えない。Ｆｅは、Ｎｉ基自溶合金の必須成分ではない。従って、このＮｉ基自溶合金におけるＦｅの含有が、ゼロであってもよい。過剰のＦｅは、必須元素の含有率の低下を招く。従って、Ｆｅの含有率は１０．０質量％以下が好ましい。
Ｆｅは、本実施形態に係るＮｉ基自溶合金の特性に、大きな影響を与えない。Ｆｅは、Ｎｉ基自溶合金の必須成分ではない。従って、このＮｉ基自溶合金におけるＦｅの含有が、ゼロであってもよい。過剰のＦｅは、必須元素の含有率の低下を招く。従って、Ｆｅの含有率は１０．０質量％以下が好ましい。
【0037】
［コバルト（Ｃｏ）］
Ｃｏは、本実施形態に係るＮｉ基自溶合金の特性に、大きな影響を与えない。Ｃｏは、Ｎｉ基自溶合金の必須成分ではない。従って、このＮｉ基自溶合金におけるＣｏの含有が、ゼロであってもよい。過剰のＣｏは、必須元素の含有率の低下を招く。従って、Ｃｏの含有率は１０．０質量％以下が好ましい。
Ｃｏは、本実施形態に係るＮｉ基自溶合金の特性に、大きな影響を与えない。Ｃｏは、Ｎｉ基自溶合金の必須成分ではない。従って、このＮｉ基自溶合金におけるＣｏの含有が、ゼロであってもよい。過剰のＣｏは、必須元素の含有率の低下を招く。従って、Ｃｏの含有率は１０．０質量％以下が好ましい。
【0038】
［アルミニウム（Ａｌ）］
本実施形態においてＡｌは、不純物である。過剰のＡｌは強固な酸化皮膜を生成し、皮膜６の緻密性を阻害する。緻密性の観点から、Ａｌの含有率は０．２０質量％以下が好ましく、０．１５質量％以下がより好ましく、０．１０質量％以下が特に好ましい。Ａｌの理想的な含有率は、ゼロである。
本実施形態においてＡｌは、不純物である。過剰のＡｌは強固な酸化皮膜を生成し、皮膜６の緻密性を阻害する。緻密性の観点から、Ａｌの含有率は０．２０質量％以下が好ましく、０．１５質量％以下がより好ましく、０．１０質量％以下が特に好ましい。Ａｌの理想的な含有率は、ゼロである。
【0039】
［チタン（Ｔｉ）］
本実施形態においてＴｉは、不純物である。過剰のＴｉは強固な酸化皮膜を生成し、皮膜６の緻密性を阻害する。緻密性の観点から、Ｔｉの含有率は０．２０質量％以下が好ましく、０．１５質量％以下がより好ましく、０．１０質量％以下が特に好ましい。Ｔｉの理想的な含有率は、ゼロである。
本実施形態においてＴｉは、不純物である。過剰のＴｉは強固な酸化皮膜を生成し、皮膜６の緻密性を阻害する。緻密性の観点から、Ｔｉの含有率は０．２０質量％以下が好ましく、０．１５質量％以下がより好ましく、０．１０質量％以下が特に好ましい。Ｔｉの理想的な含有率は、ゼロである。
【0040】
［ジルコニウム（Ｚｒ）］
本実施形態においてＺｒは、不純物である。過剰のＺｒは強固な酸化皮膜を生成し、皮膜６の緻密性を阻害する。緻密性の観点から、Ｚｒの含有率は０．２０質量％以下が好ましく、０．１５質量％以下がより好ましく、０．１０質量％以下が特に好ましい。Ｚｒの理想的な含有率は、ゼロである。
本実施形態においてＺｒは、不純物である。過剰のＺｒは強固な酸化皮膜を生成し、皮膜６の緻密性を阻害する。緻密性の観点から、Ｚｒの含有率は０．２０質量％以下が好ましく、０．１５質量％以下がより好ましく、０．１０質量％以下が特に好ましい。Ｚｒの理想的な含有率は、ゼロである。
【0041】
［ハフニウム（Ｈｆ）］
本実施形態においてＨｆは、不純物である。過剰のＨｆは強固な酸化皮膜を生成し、皮膜６の緻密性を阻害する。緻密性の観点から、Ｈｆの含有率は０．２０質量％以下が好ましく、０．１５質量％以下がより好ましく、０．１０質量％以下が特に好ましい。Ｈｆの理想的な含有率は、ゼロである。
本実施形態においてＨｆは、不純物である。過剰のＨｆは強固な酸化皮膜を生成し、皮膜６の緻密性を阻害する。緻密性の観点から、Ｈｆの含有率は０．２０質量％以下が好ましく、０．１５質量％以下がより好ましく、０．１０質量％以下が特に好ましい。Ｈｆの理想的な含有率は、ゼロである。
【0042】
［Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ及びＨｆ］
このＮｉ基自溶合金は、下記の数式（２）を満たす。
Ａｌ％ ＋ Ｔｉ％ ＋ Ｚｒ％ ＋ Ｈｆ％ ≦ ０．２０ （２）
この数式において、Ａｌ％はＡｌの質量含有率を表し、Ｔｉ％はＴｉの質量含有率を表し、Ｚｒ％はＺｒの質量含有率を表し、Ｈｆ％はＨｆの質量含有率を表す。この数式を満たすＮｉ基自溶合金では、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ及びＨｆの合計含有率は、０．２０質量％以下である。このＮｉ基自溶合金では、強固な酸化皮膜の生成が抑制される。従ってこのＮｉ基自溶合金では、緻密な皮膜６が形成されうる。この観点から、この合計含有率は０．２０質量％以下が好ましく、０．１５質量％以下がより好ましく、０．１０質量％以下が特に好ましい。理想的な合計含有率は、ゼロである。
このＮｉ基自溶合金は、下記の数式（２）を満たす。
Ａｌ％ ＋ Ｔｉ％ ＋ Ｚｒ％ ＋ Ｈｆ％ ≦ ０．２０ （２）
この数式において、Ａｌ％はＡｌの質量含有率を表し、Ｔｉ％はＴｉの質量含有率を表し、Ｚｒ％はＺｒの質量含有率を表し、Ｈｆ％はＨｆの質量含有率を表す。この数式を満たすＮｉ基自溶合金では、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ及びＨｆの合計含有率は、０．２０質量％以下である。このＮｉ基自溶合金では、強固な酸化皮膜の生成が抑制される。従ってこのＮｉ基自溶合金では、緻密な皮膜６が形成されうる。この観点から、この合計含有率は０．２０質量％以下が好ましく、０．１５質量％以下がより好ましく、０．１０質量％以下が特に好ましい。理想的な合計含有率は、ゼロである。
【0043】
［比Ｒ１］
本実施形態では、下記数式（３）によって比Ｒ１が算出される。
Ｒ１ ＝ （Ｂ％ ＋ Ｓｉ％） ／ Ｐ％ （３）
この数式において、Ｂ％はＢの質量含有率を表し、Ｓｉ％はＳｉの質量含有率を表し、Ｐ％はＰの質量含有率を表す。前述の通り、Ｐ、Ｂ及びＳｉのそれぞれは、固相線温度を低下させうる。比Ｒ１は、固相線温度低下に対する、Ｂ及びＳｉの寄与度と、Ｐの寄与度との比である。比Ｒ１は、７．００以下が好ましい。比Ｒ１が７．００以下である粉末では、固相線温度低下に対するＰの寄与度が十分に大きい。この粉末から、緻密で、耐食性、耐割れ性及び靭性に優れた皮膜６が得られうる。この観点から、比Ｒ１は４．５０以下がより好ましく、３．５０以下が特に好ましい。比Ｒ１がゼロであってもよい。
本実施形態では、下記数式（３）によって比Ｒ１が算出される。
Ｒ１ ＝ （Ｂ％ ＋ Ｓｉ％） ／ Ｐ％ （３）
この数式において、Ｂ％はＢの質量含有率を表し、Ｓｉ％はＳｉの質量含有率を表し、Ｐ％はＰの質量含有率を表す。前述の通り、Ｐ、Ｂ及びＳｉのそれぞれは、固相線温度を低下させうる。比Ｒ１は、固相線温度低下に対する、Ｂ及びＳｉの寄与度と、Ｐの寄与度との比である。比Ｒ１は、７．００以下が好ましい。比Ｒ１が７．００以下である粉末では、固相線温度低下に対するＰの寄与度が十分に大きい。この粉末から、緻密で、耐食性、耐割れ性及び靭性に優れた皮膜６が得られうる。この観点から、比Ｒ１は４．５０以下がより好ましく、３．５０以下が特に好ましい。比Ｒ１がゼロであってもよい。
【0044】
［粉末の製造］
粉末は、好ましくは、アトマイズ法によって得られる。ガスアトマイズ法、ディスクアトマイズ法、水アトマイズ法、遠心アトマイズ法等が、採用される。好ましいアトマイズは、ガスアトマイズ法及びディスクアトマイズ法である。アトマイズによって得られた粉末に、メカニカルミリング等が施されてもよい。
粉末は、好ましくは、アトマイズ法によって得られる。ガスアトマイズ法、ディスクアトマイズ法、水アトマイズ法、遠心アトマイズ法等が、採用される。好ましいアトマイズは、ガスアトマイズ法及びディスクアトマイズ法である。アトマイズによって得られた粉末に、メカニカルミリング等が施されてもよい。
【0045】
［皮膜の形成］
典型的は、皮膜６は、溶射法によって形成される。溶射法では、その材質がＮｉ基自溶合金である粒子が加熱されて溶融し、主部４に吹き付けられる。主部４に衝突した溶融金属は凝固し、凝固層を形成する。粒子の吹きつけが連続的に行われるので、凝固層にも溶融粒子が衝突して凝固し、凝固層が成長する。こうして、皮膜６が形成される。本実施形態に係るＮｉ基自溶合金はＰを含有しているので、比較的低い温度での加熱により粒子が溶融しうる。この溶融金属の温度は、低くたり得る。従って、熱に起因する主部４の損傷が、抑制されうる。主部４の材質が低融点材料（例えばＣｕ合金）であっても、主部４の溶融及び変形が、抑制されうる。前述の通り、溶融金属の飛翔中にＰ含有酸化物の一部が気化する。従って、皮膜６に含まれる酸化物の量は、少ない。この皮膜６は、緻密である。皮膜６が、溶射法以外の方法で形成されてもよい。溶射法以外の方法として、肉盛溶接法及び遠心鋳造法が例示される。Ｎｉ基自溶合金の固相線温度が低いので、いずれの方法においても、主部４へのダメージが抑制されうる。
典型的は、皮膜６は、溶射法によって形成される。溶射法では、その材質がＮｉ基自溶合金である粒子が加熱されて溶融し、主部４に吹き付けられる。主部４に衝突した溶融金属は凝固し、凝固層を形成する。粒子の吹きつけが連続的に行われるので、凝固層にも溶融粒子が衝突して凝固し、凝固層が成長する。こうして、皮膜６が形成される。本実施形態に係るＮｉ基自溶合金はＰを含有しているので、比較的低い温度での加熱により粒子が溶融しうる。この溶融金属の温度は、低くたり得る。従って、熱に起因する主部４の損傷が、抑制されうる。主部４の材質が低融点材料（例えばＣｕ合金）であっても、主部４の溶融及び変形が、抑制されうる。前述の通り、溶融金属の飛翔中にＰ含有酸化物の一部が気化する。従って、皮膜６に含まれる酸化物の量は、少ない。この皮膜６は、緻密である。皮膜６が、溶射法以外の方法で形成されてもよい。溶射法以外の方法として、肉盛溶接法及び遠心鋳造法が例示される。Ｎｉ基自溶合金の固相線温度が低いので、いずれの方法においても、主部４へのダメージが抑制されうる。
【0046】
［再溶融処理］
皮膜６に、再溶融処理が施されてもよい。再溶融処理では、固相線温度以上の温度に達するまで、皮膜６が熱される。この加熱により、皮膜６に液相が発生する。皮膜６は、固液混合状態となる。この液相が凝固して、皮膜６が再形成される。再溶融処理により、皮膜６の緻密性が高められる。本実施形態に係るＮｉ基自溶合金はＰを含有しているので、比較的低い加熱温度にて、液相が生じうる。従って、熱に起因する主部４の損傷が、抑制されうる。
皮膜６に、再溶融処理が施されてもよい。再溶融処理では、固相線温度以上の温度に達するまで、皮膜６が熱される。この加熱により、皮膜６に液相が発生する。皮膜６は、固液混合状態となる。この液相が凝固して、皮膜６が再形成される。再溶融処理により、皮膜６の緻密性が高められる。本実施形態に係るＮｉ基自溶合金はＰを含有しているので、比較的低い加熱温度にて、液相が生じうる。従って、熱に起因する主部４の損傷が、抑制されうる。
【実施例0047】
以下、実施例に係るＮｉ基自溶合金の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本明細書で開示された範囲が限定的に解釈されるべきではない。
【0048】
［実施例１］
表１に示された組成の金属を溶解し、溶湯を得た。この溶湯を、アルミナ製坩堝に投入した。この坩堝のノズルから溶湯を出し、これに高圧窒素ガスを噴霧して、粉末を得た。この粉末を篩によって分級し、粒子径を４５μｍ以上１２５μｍ以下に調整した。一方、材質がＳＵＳ３０４であり、サイズが「１００×１００×１０ｍｍ」である板状の主部を準備した。この主部の表面を研磨し、平面に仕上げた。粉末をガスフレーム溶射法に供し、主部の表面の上に、厚さが１ｍｍである皮膜を形成した。この主部及び皮膜を電気炉に投入し、９４０℃の温度下に３０分間保持した。この皮膜を空冷し、実施例１の金属製品を得た。
表１に示された組成の金属を溶解し、溶湯を得た。この溶湯を、アルミナ製坩堝に投入した。この坩堝のノズルから溶湯を出し、これに高圧窒素ガスを噴霧して、粉末を得た。この粉末を篩によって分級し、粒子径を４５μｍ以上１２５μｍ以下に調整した。一方、材質がＳＵＳ３０４であり、サイズが「１００×１００×１０ｍｍ」である板状の主部を準備した。この主部の表面を研磨し、平面に仕上げた。粉末をガスフレーム溶射法に供し、主部の表面の上に、厚さが１ｍｍである皮膜を形成した。この主部及び皮膜を電気炉に投入し、９４０℃の温度下に３０分間保持した。この皮膜を空冷し、実施例１の金属製品を得た。
【0049】
［実施例２、４、７及び９－２３並びに比較例３－４、６－８及び１０］
組成を下記の表１及び２に示される通りとした他は実施例１と同様にして、実施例２、４、７及び９－２３並びに比較例３－４、６－８及び１０の金属製品を得た。
組成を下記の表１及び２に示される通りとした他は実施例１と同様にして、実施例２、４、７及び９－２３並びに比較例３－４、６－８及び１０の金属製品を得た。
【0050】
［実施例３及び６並びに比較例２及び９］
組成を下記の表１及び２に示される通りとし、かつその材質がＳＵＳ３１６Ｌである主部を用いた他は実施例１と同様にして、実施例３及び６並びに比較例２及び９の金属製品を得た。
組成を下記の表１及び２に示される通りとし、かつその材質がＳＵＳ３１６Ｌである主部を用いた他は実施例１と同様にして、実施例３及び６並びに比較例２及び９の金属製品を得た。
【0051】
［実施例５及び８並びに比較例１及び５］
組成を下記の表１及び２に示される通りとし、かつその材質がＳＳ４００である主部を用いた他は実施例１と同様にして、実施例５及び８並びに比較例１及び５の金属製品を得た。
組成を下記の表１及び２に示される通りとし、かつその材質がＳＳ４００である主部を用いた他は実施例１と同様にして、実施例５及び８並びに比較例１及び５の金属製品を得た。
【0052】
［残留ポア及び残留酸化物］
再溶融処理前の皮膜から試験片を切り出し、断面を研磨した。この試験片の、皮膜の厚さ方向中心付近を、光学顕微鏡で、１００倍の倍率で撮影した。得られた画像を観察し、５００×５００μｍの範囲における、サイズ（長径）が２０μｍ以上の残留ポア及び残留酸化物個数をカウントした。以下の基準に従って、格付けした。
Ａ：５個以下
Ｂ：６個以上３０個未満
Ｃ：３０個以上
再溶融処理後の皮膜からも同様に試験片を採取し、同様の方法でこれを格付けした。この結果が、下記の表３及び４に示されている。
再溶融処理前の皮膜から試験片を切り出し、断面を研磨した。この試験片の、皮膜の厚さ方向中心付近を、光学顕微鏡で、１００倍の倍率で撮影した。得られた画像を観察し、５００×５００μｍの範囲における、サイズ（長径）が２０μｍ以上の残留ポア及び残留酸化物個数をカウントした。以下の基準に従って、格付けした。
Ａ：５個以下
Ｂ：６個以上３０個未満
Ｃ：３０個以上
再溶融処理後の皮膜からも同様に試験片を採取し、同様の方法でこれを格付けした。この結果が、下記の表３及び４に示されている。
【0053】
［耐食性］
再溶融処理後の皮膜から試験片を切り出し、断面を研磨した。この試験片に、耐食性試験を施した。実施例１－４、６－７及び９－２３並びに比較例２－４及び６－１０の試験片には、塩水噴霧試験を施した。実施例５及び８並びに比較例１及び５の試験片には、高温高湿試験を施した。それぞれの試験条件は、以下のとおりである。
塩水噴霧試験
塩水成分：５％ＮａＣｌ水溶液
温度：３５℃
時間：９６時間
高温高湿試験
温度：７０℃
湿度：９５％ＲＨ
時間：９６時間
試験後の皮膜と、皮膜及び主部の界面とを観察し、以下の基準に従って格付けした。
Ａ：発銹が一部に見られる
Ｂ：発銹が全体に見られる
この結果が、下記の表３及び４に示されている。
再溶融処理後の皮膜から試験片を切り出し、断面を研磨した。この試験片に、耐食性試験を施した。実施例１－４、６－７及び９－２３並びに比較例２－４及び６－１０の試験片には、塩水噴霧試験を施した。実施例５及び８並びに比較例１及び５の試験片には、高温高湿試験を施した。それぞれの試験条件は、以下のとおりである。
塩水噴霧試験
塩水成分：５％ＮａＣｌ水溶液
温度：３５℃
時間：９６時間
高温高湿試験
温度：７０℃
湿度：９５％ＲＨ
時間：９６時間
試験後の皮膜と、皮膜及び主部の界面とを観察し、以下の基準に従って格付けした。
Ａ：発銹が一部に見られる
Ｂ：発銹が全体に見られる
この結果が、下記の表３及び４に示されている。
【0054】
［変形］
土台を準備し、この土台に、再溶融処理後の金属製品を、この土台に皮膜が当接するように載せた。金属製品のがたつきを観察し、以下の基準に従って格付けした。
Ａ：がたつきなし（主部の変形なし）
Ｂ：がたつきあり（主部の変形あり）
この結果が、下記の表３及び４に示されている。
土台を準備し、この土台に、再溶融処理後の金属製品を、この土台に皮膜が当接するように載せた。金属製品のがたつきを観察し、以下の基準に従って格付けした。
Ａ：がたつきなし（主部の変形なし）
Ｂ：がたつきあり（主部の変形あり）
この結果が、下記の表３及び４に示されている。
【0055】
【表1】
【0056】
【表2】
【0057】
【表3】
【0058】
【表4】
【0059】
表３及び４に示される通り、各実施例に係る金属製品は、諸性能に優れている。これらの評価結果から、このＮｉ基自溶合金の優位性は明らかである。
【産業上の利用可能性】
【0060】
以上説明された合金は、自溶性が要求される種々の用途に適している。
【符号の説明】
【0061】
２・・・金属製品
４・・・主部
６・・・皮膜
４・・・主部
６・・・皮膜
【図1】