[发明专利]高熵合金构件、该合金构件的制造方法、及使用了该合金构件的制造物

说明书

本发明的目的在于提供使用具有高机械强度·高耐腐蚀性的高熵合金(HEA)、合金组成·微细组织的均质性优异、并且形状控制性优异的HEA构件、其制造方法、及使用了该HEA构件的制造物。本发明涉及的HEA构件的特征在于，其是由HEA形成的合金构件，其具有下述的化学组成：分别以5原子％以上35原子％以下的范围包含Co、Cr、Fe、Ni、Ti各元素，并且以大于0原子％且为8原子％以下的范围包含Mo，剩余部分由不可避免的杂质构成，前述合金构件中，在母相结晶中分散析出了针状结晶的金属间化合物相。

技术领域

本发明涉及高熵合金的技术，尤其涉及利用粉末层叠造型法制作的高熵合金构件及该合金构件的制造方法、以及使用了该合金构件的制造物。

背景技术

近年来，作为与以往的合金(例如，在1～3种主要成分元素中添加微量的多种副成分元素而成的合金)的技术思想明显不同的新的技术思想的合金，提倡了高熵合金(HighEntropy Alloys：HEA)。所谓HEA，被定义为由5种以上的主要金属元素(分别为5～35原子％)构成的合金，已知其可呈现出下述这样的特征。

(a)由于吉布斯自由能公式中的混合熵项负向增大而带来的混合状态的稳定化，(b)由于复杂的微细结构而带来的扩散延迟，(c)由于构成原子的尺寸差异而导致的高晶格畸变所带来的高硬度化、机械特性的温度依赖性降低，(d)由于多种元素共存而导致的复合影响(也称为鸡尾酒效应)所带来的耐腐蚀性的提高。

例如，专利文献1(日本特开2002-173732)中公开了一种高熵多元合金，其特征在于，其是将多种金属元素进行浇铸或合成而形成的高熵多元合金，该合金含有5种～11种主要金属元素，将每种主要金属元素的摩尔数设定为合金总摩尔数的5％～30％。专利文献1中还记载了前述主要金属元素选自包含铝、钛、钒、铬、铁、钴、镍、铜、锆、钼、钯、银的金属元素组。

据报道，根据专利文献1，可提供在浇铸状态下同时具有比以往的碳钢、合金碳钢更高的硬度、更高的耐热性及更高的耐腐蚀性的高熵多元合金。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-173732号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，本申请的发明人对HEA进行了各种研究，结果发现，就HEA而言，由于合金组成复杂，因而容易发生铸造时的元素偏析、组织不均，难以得到均质的铸锭。合金构件中的元素偏析、组织不均会导致特性因部位不同而产生偏差，因此是需要解决的课题。

另外，HEA由于具有高硬度·抗回火软化性，因而具有难加工性，存在难以通过机械加工制作所期望形状的构件这样的问题。这是将HEA构件实用化·商用化上的大的障碍，是需要解决的课题。

另一方面，如上所述，由于HEA具有无法通过以往的合金得到的有吸引力的特征，因此，强烈要求开发合金组成·微细组织的均质性优异、并且形状控制性优异的HEA构件、及其制造方法。

因此，为了满足上述要求，本发明的目的在于提供使用具有高机械强度·高耐腐蚀性的高熵合金(HEA)、合金组成·微细组织的均质性优异、并且形状控制性优异的HEA构件、其制造方法、及使用了该HEA构件的制造物。

用于解决课题的手段

(I)本发明的一个方式提供高熵合金构件，其特征在于，其是由高熵合金形成的合金构件，

其具有下述的化学组成：分别以5原子％以上35原子％以下的范围包含Co(钴)、Cr(铬)、Fe(铁)、Ni(镍)、Ti(钛)各元素，并且以大于0原子％且为8原子％以下的范围包含Mo(钼)，剩余部分由不可避免的杂质构成，

前述合金构件中，在母相结晶中分散析出了针状结晶的金属间化合物相。