JPH0676631B2 - 高耐食アモルフアスニツケル合金 - Google Patents
高耐食アモルフアスニツケル合金Info
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- JPH0676631B2 JPH0676631B2 JP22543586A JP22543586A JPH0676631B2 JP H0676631 B2 JPH0676631 B2 JP H0676631B2 JP 22543586 A JP22543586 A JP 22543586A JP 22543586 A JP22543586 A JP 22543586A JP H0676631 B2 JPH0676631 B2 JP H0676631B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、高温濃リン酸のような苛酷な腐食性環境にお
ける耐食材料として好適な高耐食アモルファスニッケル
合金に関するものである。
ける耐食材料として好適な高耐食アモルファスニッケル
合金に関するものである。
従来の技術 高温濃厚リン酸プラント用構造材料として309,310,446M
oステンレス鋼クロムモリブデンチタン鋼、ハイテロイ
Cなどが使われているが、これらといえども高温濃厚リ
ン酸のような激しい腐食性環境では十分な耐食性を備え
てはいない。
oステンレス鋼クロムモリブデンチタン鋼、ハイテロイ
Cなどが使われているが、これらといえども高温濃厚リ
ン酸のような激しい腐食性環境では十分な耐食性を備え
てはいない。
一方、本発明者らは先に耐孔食、耐隙間腐食、耐全面腐
食用高耐食アモルファスニッケル基合金を見出し、特願
昭51−132290号として出願した。これは、以下の4つの
発明からなる。
食用高耐食アモルファスニッケル基合金を見出し、特願
昭51−132290号として出願した。これは、以下の4つの
発明からなる。
(1)5〜40原子%のCrおよび15〜35原子%のPを含
み、残部実質的にNiからなり苛酷な腐食環境に耐える耐
孔食、耐隙間腐食、耐全面腐食用高耐食アモルファスニ
ッケル基合金。
み、残部実質的にNiからなり苛酷な腐食環境に耐える耐
孔食、耐隙間腐食、耐全面腐食用高耐食アモルファスニ
ッケル基合金。
(2)5〜40原子%のCrおよび15〜35原子%のPを含
み、かつ3原子%以下のAl、10原子%以下のMo、40原子
%未満のFeの1種または2種以上を含み、Cr、P、Al、
Mo、Feの合計は60原子%未満で、残部実質的にNiからな
り、苛酷な腐食環境に耐える耐孔食、耐隙間腐食、耐全
面腐食用高耐食アモルファスニッケル基合金。
み、かつ3原子%以下のAl、10原子%以下のMo、40原子
%未満のFeの1種または2種以上を含み、Cr、P、Al、
Mo、Feの合計は60原子%未満で、残部実質的にNiからな
り、苛酷な腐食環境に耐える耐孔食、耐隙間腐食、耐全
面腐食用高耐食アモルファスニッケル基合金。
(3)5〜40原子%のCrおよび5〜35原子%のPを含
み、さらにそれぞれ20原子%以下のC、Si、Bの1種ま
たは2種以上を、P、C、Si、Bの合計で15〜35原子%
含み、残部実質的にNiからなり、苛酷な腐食環境に耐え
る耐孔食、耐隙間腐食、耐全面腐食用高耐食アモルファ
スニッケル基合金。
み、さらにそれぞれ20原子%以下のC、Si、Bの1種ま
たは2種以上を、P、C、Si、Bの合計で15〜35原子%
含み、残部実質的にNiからなり、苛酷な腐食環境に耐え
る耐孔食、耐隙間腐食、耐全面腐食用高耐食アモルファ
スニッケル基合金。
(4)5〜40原子%noCrおよび5〜35原子%のPを含
み、さらにそれぞれ20原子%以下のC、Si、Bの1種ま
たは2種以上を、P、C、Si、Bの合計で15〜35原子%
含み、かつ3原子%以下のAl、10原子%以下のMo、40原
子%未満のFeの1種または2種以上を含み、Cr、P、
C、Si、B、Al、Mo、Feの合計が60原子%未満で残部実
質的にNiからなり、苛酷な腐食環境に耐える耐孔食、耐
隙間腐食、耐全面腐食用高耐食アモルファスニッケル基
合金。
み、さらにそれぞれ20原子%以下のC、Si、Bの1種ま
たは2種以上を、P、C、Si、Bの合計で15〜35原子%
含み、かつ3原子%以下のAl、10原子%以下のMo、40原
子%未満のFeの1種または2種以上を含み、Cr、P、
C、Si、B、Al、Mo、Feの合計が60原子%未満で残部実
質的にNiからなり、苛酷な腐食環境に耐える耐孔食、耐
隙間腐食、耐全面腐食用高耐食アモルファスニッケル基
合金。
更に、本発明者らは、沸騰濃硝酸あるいは更に酸化剤を
含むような苛酷は腐食性環境で使用し得る高耐食アモル
ファス合金を見出し、下記の4つの発明からなる高耐食
アモルファス合金を特願昭60−51036号として特許出願
した。
含むような苛酷は腐食性環境で使用し得る高耐食アモル
ファス合金を見出し、下記の4つの発明からなる高耐食
アモルファス合金を特願昭60−51036号として特許出願
した。
(1)Taを15−80原子%含み残部は実質的にNiよりなる
高耐食アモルファス合金。
高耐食アモルファス合金。
(2)Taと、Ti、Zr、Nb、Wよりなる群から選ばれる1
種または2種以上の元素とを含み、残部は実質的にNiよ
りなり、含有率はTaが10原子%以上、前記群から選ばれ
る1種または2種以上の元素がTaとの合量で15−80原子
%である高耐食アモルファス合金。
種または2種以上の元素とを含み、残部は実質的にNiよ
りなり、含有率はTaが10原子%以上、前記群から選ばれ
る1種または2種以上の元素がTaとの合量で15−80原子
%である高耐食アモルファス合金。
(3)Taと、Feおよび/又はCoとを含み、残部は実質的
にNiよりなり、含有率はTaが15−80原子%、Feおよび/
又はCoが75原子%以下、Niが7原子%以上である高耐食
アモルファス合金。
にNiよりなり、含有率はTaが15−80原子%、Feおよび/
又はCoが75原子%以下、Niが7原子%以上である高耐食
アモルファス合金。
(4)Taと、Ti、Zr、Nb、Wよりなる群から選ばれる1
種または2種以上の元素とFeおよび/又はCoとを含み、
残部は実質的にNiよりなり、含有率はTaとTi、Zr、Nb及
びWよりなる群から選ばれる1種または2種以上とが、
合量で15−80原子%でありかつTaが10原子%以上であ
り、Feおよび/又Coが75原子%以下でありNiが7原子以
上である高耐食アモルファス合金。
種または2種以上の元素とFeおよび/又はCoとを含み、
残部は実質的にNiよりなり、含有率はTaとTi、Zr、Nb及
びWよりなる群から選ばれる1種または2種以上とが、
合量で15−80原子%でありかつTaが10原子%以上であ
り、Feおよび/又Coが75原子%以下でありNiが7原子以
上である高耐食アモルファス合金。
更に、本発明者らは、沸騰濃塩酸のような過酷な腐食性
環境で使用し得る高耐食アモルファス合金を見出し、特
願昭60−172860号および特願昭60−172861として特許出
願した。
環境で使用し得る高耐食アモルファス合金を見出し、特
願昭60−172860号および特願昭60−172861として特許出
願した。
特願昭60−172860号は下記の16の発明からなる。
(1)Taを30−80原子%を含み、残部は実質Niよりなる
高耐食アモルファス合金。
高耐食アモルファス合金。
(2)12原子%以上のTaを含み、TaとNbの合計が30−80
原子%であり残部は実質的Niよりなる高耐食アモルファ
ス合金。
原子%であり残部は実質的Niよりなる高耐食アモルファ
ス合金。
(3)25原子%以上のTaを含み、Ti、Zr、Crの群から選
ばれる1種又は2種以上の元素とTaとの合計が30−80原
子%であり残部は実質的にNiよりなる高耐食アモルファ
ス合金。
ばれる1種又は2種以上の元素とTaとの合計が30−80原
子%であり残部は実質的にNiよりなる高耐食アモルファ
ス合金。
(4)12原子%以上のTaを含み、TaとNbの合計が25原子
%以上であり、Ti、Zr、Crの群から選ばれる1種又は2
種以上の元素とTa及びNbとの合計が30−80原子%であっ
て、残部は実質的にNiよりなる高耐食アモルファス合
金。
%以上であり、Ti、Zr、Crの群から選ばれる1種又は2
種以上の元素とTa及びNbとの合計が30−80原子%であっ
て、残部は実質的にNiよりなる高耐食アモルファス合
金。
(5)30−80原子%以上のTaと2原子%以上のNiを含
み、残部実質的にFeおよびCoのいずれか1種又は2種か
らなり、合計を100原子%とする高耐食アモルファス合
金。
み、残部実質的にFeおよびCoのいずれか1種又は2種か
らなり、合計を100原子%とする高耐食アモルファス合
金。
(6)12原子%以上のTaを含み、TaとNbの合計が30−80
原子%以上であって、2原子%以上のNiを含み、残部は
実質的にFeおよびCoのいずれか1種又は2種からなり合
計を100原子%とする高耐食アモルファス合金。
原子%以上であって、2原子%以上のNiを含み、残部は
実質的にFeおよびCoのいずれか1種又は2種からなり合
計を100原子%とする高耐食アモルファス合金。
(7)25原子%以上のTaを含み、Ti、Zr、Crの群から選
ばれる1種又は2種以上の元素とTaとの合計が30−80原
子%であって、2原子%以上のNiを含み、残部は実質的
にFeおよびCoの1種又は2種からなり、合計を100原子
%とする高耐食アモルファス合金。
ばれる1種又は2種以上の元素とTaとの合計が30−80原
子%であって、2原子%以上のNiを含み、残部は実質的
にFeおよびCoの1種又は2種からなり、合計を100原子
%とする高耐食アモルファス合金。
(8)12原子%以上のTaを含み、TaとNbの合計が25原子
%以上であって、Ti、Zr、Crの群から選ばれる1種又は
2種以上の元素とTaおよびNbとの合計が30−80原子%で
あって、更に2原子%以上のNiを含み、残部は実質的に
FeおよびCoのいずれか1種又は2種からなり、合計を10
0原子%とする高耐食アモルファス合金。
%以上であって、Ti、Zr、Crの群から選ばれる1種又は
2種以上の元素とTaおよびNbとの合計が30−80原子%で
あって、更に2原子%以上のNiを含み、残部は実質的に
FeおよびCoのいずれか1種又は2種からなり、合計を10
0原子%とする高耐食アモルファス合金。
(9)20原子%以上80原子%未満のTaと7原子%以下の
Pを含み、残部は実質的に20原子%以上のNiよりなり、
合計を100原子%とする高耐食アモルファス合金。
Pを含み、残部は実質的に20原子%以上のNiよりなり、
合計を100原子%とする高耐食アモルファス合金。
(10)7原子%以上のTaを含み、TaとNbの合計が20原子
%以上80原子%未満であって、7原子%以下のPを含
み、残部は実質的に20原子%以上のNiよりなり合計を10
0原子%とする高耐食アモルファス合金。
%以上80原子%未満であって、7原子%以下のPを含
み、残部は実質的に20原子%以上のNiよりなり合計を10
0原子%とする高耐食アモルファス合金。
(11)15原子%以上のTaを含み、Ti、Zr、Crの群から選
ばれる1種又は2種以上の元素とTaとの合計が20原子%
以上80原子%未満であり、7原子%以下のPを含み、残
部は実質的にNiよりなり合計を100原子%とする高耐食
アモルファス合金。
ばれる1種又は2種以上の元素とTaとの合計が20原子%
以上80原子%未満であり、7原子%以下のPを含み、残
部は実質的にNiよりなり合計を100原子%とする高耐食
アモルファス合金。
(12)7原子%以上のTaを含み、TaとNbの合計が16原子
%以上であって、Ti、Zr、Crの群から選ばれる1種又は
2種以上の元素とTaとNbとの合計が20原子%以上80原子
%未満であり、7原子%以下のPを含み、残部は実質的
にNiよりなり合計を100原子%とする高耐食アモルファ
ス合金。
%以上であって、Ti、Zr、Crの群から選ばれる1種又は
2種以上の元素とTaとNbとの合計が20原子%以上80原子
%未満であり、7原子%以下のPを含み、残部は実質的
にNiよりなり合計を100原子%とする高耐食アモルファ
ス合金。
(13)20原子%以上80原子%未満のTaと、2原子%以上
のNiと7原子%以下のPを含み、実質的残部であるFeお
よびCoの1種又は2種とNiとの合計が20原子%以上であ
って、合計を100原子%とする高耐食アモルファス合
金。
のNiと7原子%以下のPを含み、実質的残部であるFeお
よびCoの1種又は2種とNiとの合計が20原子%以上であ
って、合計を100原子%とする高耐食アモルファス合
金。
(14)7原子%以上TaとNbの合計が20原子%以上80原子
%未満であって、2原子%以上のNiと7原子%以下のP
を含み、実質的残部であるFeおよびCoの1種又は2種と
Niの合計が20原子%以上であり、合計を100原子%とす
る高耐食アモルファス合金。
%未満であって、2原子%以上のNiと7原子%以下のP
を含み、実質的残部であるFeおよびCoの1種又は2種と
Niの合計が20原子%以上であり、合計を100原子%とす
る高耐食アモルファス合金。
(15)15原子%以上のTaを含み、Ti、Zr、Crの群から選
ばれる1種又は2種以上の元素とTaとの合計が20原子%
以上80原子%未満であって、2原子%以上のNi、7原子
%以下のPを含み、実質的残部であるFeおよびCoの1種
又は2種とNiとの合計が、20原子%以上であり、合計を
100原子%とする高耐食アモルファス合金。
ばれる1種又は2種以上の元素とTaとの合計が20原子%
以上80原子%未満であって、2原子%以上のNi、7原子
%以下のPを含み、実質的残部であるFeおよびCoの1種
又は2種とNiとの合計が、20原子%以上であり、合計を
100原子%とする高耐食アモルファス合金。
(16)7原子%以上のPを含み、TaとNbの合計が、16原
子%以上であって、Ti、Zr、Crの群から選ばれる1種又
は2種以上の元素とTaとNbとの合計が20原子%以上80原
子%未満であり、更に2原子%以上のNiと7原子%以下
のPを含み、実質的残部であるFeおよびCoの1種又は2
種とNiとの合計が20原子%以上で、合計を100原子%と
する高耐食アモルファス合金。
子%以上であって、Ti、Zr、Crの群から選ばれる1種又
は2種以上の元素とTaとNbとの合計が20原子%以上80原
子%未満であり、更に2原子%以上のNiと7原子%以下
のPを含み、実質的残部であるFeおよびCoの1種又は2
種とNiとの合計が20原子%以上で、合計を100原子%と
する高耐食アモルファス合金。
また特願昭60−172861号は下記の16の発明からなる。
(1)20−50原子%のTaと10−23原子%のPを含み残部
は実質的にNiよりなる高耐食アモルファス合金。
は実質的にNiよりなる高耐食アモルファス合金。
(2)7原子%以上のTaを含み、TaとNbの合計が20−50
原子%であって、10−23原子%Pを含み残部は実質的に
Niよりなる高耐食アモルファス合金。
原子%であって、10−23原子%Pを含み残部は実質的に
Niよりなる高耐食アモルファス合金。
(3)15原子%以上のTaを含み、Ti、ZrおよびCrの群か
ら選ばれる1種または2種以上の元素とTaとの合計が20
−50原子%であって、10−23原子%のPを含み残部は実
質的にNiよりなる高耐食アモルファス合金。
ら選ばれる1種または2種以上の元素とTaとの合計が20
−50原子%であって、10−23原子%のPを含み残部は実
質的にNiよりなる高耐食アモルファス合金。
(4)8原子%以上のTaを含み、TaとNbの合計が16原子
%以上であって、Ti、ZrおよびCrの群から選ばれる1種
又は2種以上の元素とTaおよびNbとの合計が20−50原子
%であり、10−23原子%のPを含み残部は実質的にNiか
らなる高耐食アモルファス合金。
%以上であって、Ti、ZrおよびCrの群から選ばれる1種
又は2種以上の元素とTaおよびNbとの合計が20−50原子
%であり、10−23原子%のPを含み残部は実質的にNiか
らなる高耐食アモルファス合金。
(5)20−50原子%のTaと10−23原子%のPと2原子%
以上のNiを含み、実質的残部としてFeおよびCoの1種ま
たは2種からなり、合計を100原子%とする高耐食アモ
ルファス合金。
以上のNiを含み、実質的残部としてFeおよびCoの1種ま
たは2種からなり、合計を100原子%とする高耐食アモ
ルファス合金。
(6)7原子%以上のTaを含み、TaとNbとの合計が20−
50原子%であって、10−23原子%のPと2原子%以上の
Niを含み、実質的残部としてFeおよびCoの1種または2
種からなり、合計を100原子%とする高耐食アモルファ
ス合金。
50原子%であって、10−23原子%のPと2原子%以上の
Niを含み、実質的残部としてFeおよびCoの1種または2
種からなり、合計を100原子%とする高耐食アモルファ
ス合金。
(7)15原子%以上のTaを含み、Ti、ZrおよびCrの群か
ら選ばれる1種または2種以上の元素とTaとの合計が20
−50原子%であって、10−23原子%のPと2原子%以上
のNiを含み、実質的残部としてFeおよびCoの1種または
2種からなり、合計を100原子%とする高耐食アモルフ
ァス合金。
ら選ばれる1種または2種以上の元素とTaとの合計が20
−50原子%であって、10−23原子%のPと2原子%以上
のNiを含み、実質的残部としてFeおよびCoの1種または
2種からなり、合計を100原子%とする高耐食アモルフ
ァス合金。
(8)8原子%以上のTaを含み、TaとNbの合計が16原子
%であって、Ti、ZrおよびCrの群から選ばれる1種また
は2種以上の元素とTaおよびNbとの合計が20−50原子%
であり、10−23原子%のPと2原子%以上のNiを含み、
実質的残部としてFeおよびCoの1種または2種からな
り、合計を100原子%とする高耐食アモルファス合金。
%であって、Ti、ZrおよびCrの群から選ばれる1種また
は2種以上の元素とTaおよびNbとの合計が20−50原子%
であり、10−23原子%のPと2原子%以上のNiを含み、
実質的残部としてFeおよびCoの1種または2種からな
り、合計を100原子%とする高耐食アモルファス合金。
(9)20−50原子%のTaと0.05原子%以上のPを含み、
B、SiおよびCの群から選ばれる1種または2種以上と
Pとの合計が10−23原子%であって、残部は実質的にNi
よりなる高耐食アモルファス合金。
B、SiおよびCの群から選ばれる1種または2種以上と
Pとの合計が10−23原子%であって、残部は実質的にNi
よりなる高耐食アモルファス合金。
(10)7原子%以上のTaと0.05原子以上のPを含み、Ta
とNbの合計が20−50原子%であって、かつ、B、Siおよ
びCの群から選ばれる1種または2種以上とPとの合計
が10−23原子%であって、残部は実質的にNiよりなる高
耐食アモルファス合金。
とNbの合計が20−50原子%であって、かつ、B、Siおよ
びCの群から選ばれる1種または2種以上とPとの合計
が10−23原子%であって、残部は実質的にNiよりなる高
耐食アモルファス合金。
(11)15原子%以上のTaと0.05原子%以上のPを含み、
Ti、ZrおよびCrの群から選ばれる1種または2種以上の
元素とTaとの合計が20−50原子%であって、かつ、B、
SiおよびCの群から選ばれる1種または2種以上とPと
の合計が10−23原子%であって、残部は実質的にNiより
なる高耐食アモルファス合金。
Ti、ZrおよびCrの群から選ばれる1種または2種以上の
元素とTaとの合計が20−50原子%であって、かつ、B、
SiおよびCの群から選ばれる1種または2種以上とPと
の合計が10−23原子%であって、残部は実質的にNiより
なる高耐食アモルファス合金。
(12)8原子%以上のTaと0.05原子%以上のPを含み、
TaとNbの合計が16原子%以上であり、またTi、Zrおよび
Crの群から選ばれる1種または2種以上の元素とTa、Nb
との合計が20−50原子%でって、かつ、B、SiおよびC
の群から選ばれる1種または2種以上とPとの合計が10
−23原子%であって、残部は実質的にNiよりなる高耐食
アモルファス合金。
TaとNbの合計が16原子%以上であり、またTi、Zrおよび
Crの群から選ばれる1種または2種以上の元素とTa、Nb
との合計が20−50原子%でって、かつ、B、SiおよびC
の群から選ばれる1種または2種以上とPとの合計が10
−23原子%であって、残部は実質的にNiよりなる高耐食
アモルファス合金。
(13)20−50原子%のTa、0.05原子%以上のPおよび2
原子%以上のNiを含み、B、SiおよびCの群から選ばれ
る1種または2種以上の元素とPとの合計が10−23原子
%であって実質的残部としてFeおよびCoの1種または2
種からなり、合計を100原子%とする高耐食アモルファ
ス合金。
原子%以上のNiを含み、B、SiおよびCの群から選ばれ
る1種または2種以上の元素とPとの合計が10−23原子
%であって実質的残部としてFeおよびCoの1種または2
種からなり、合計を100原子%とする高耐食アモルファ
ス合金。
(14)7原子%以上のTa、0.05原子%以上のPおよび2
原子%以上のNiを含み、TaとNbとの合計が20−50原子%
であって、かつ、B、SiおよびCの群から選ばれる1種
または2種以上の元素とPとの合計が10−23原子%であ
って、実質的残部としてFeおよびCoの1種または2種か
らなり、合計を100原子%とする高耐食アモルファス合
金。
原子%以上のNiを含み、TaとNbとの合計が20−50原子%
であって、かつ、B、SiおよびCの群から選ばれる1種
または2種以上の元素とPとの合計が10−23原子%であ
って、実質的残部としてFeおよびCoの1種または2種か
らなり、合計を100原子%とする高耐食アモルファス合
金。
(15)15原子%以上のTa、0.05原子%以上のPおよび2
原子%以上のNiを含み、Ti、ZrおよびCrの群から選ばれ
る1種または2種以上の元素とTaとの合計が20−50原子
%であって、かつ、B、SiおよびCの群から選ばれる1
種または2種以上元素とPとの合計が10−23原子%であ
って、実質的残部としてFeおよびCoの1種または2種か
らなり、合計を100原子%とする高耐食アモルファス合
金。
原子%以上のNiを含み、Ti、ZrおよびCrの群から選ばれ
る1種または2種以上の元素とTaとの合計が20−50原子
%であって、かつ、B、SiおよびCの群から選ばれる1
種または2種以上元素とPとの合計が10−23原子%であ
って、実質的残部としてFeおよびCoの1種または2種か
らなり、合計を100原子%とする高耐食アモルファス合
金。
(16)8原子%以上のTa、0.05原子%以上のPおよび2
原子%以上のNiを含み、TaとNbの合計が16原子%以上で
あって、Ti、ZrおよびCrの群から選ばれる1種または2
種以上の元素とTa、Nbとの合計が20−50原子%であっ
て、かつ、B、SiおよびCの群から選ばれる1種または
2種以上とPとの合計が10−23原子%であり、実質的残
部としてFeおよびCoの1種または2種からなり、合計を
100原子%とする高耐食アモルファス合金。
原子%以上のNiを含み、TaとNbの合計が16原子%以上で
あって、Ti、ZrおよびCrの群から選ばれる1種または2
種以上の元素とTa、Nbとの合計が20−50原子%であっ
て、かつ、B、SiおよびCの群から選ばれる1種または
2種以上とPとの合計が10−23原子%であり、実質的残
部としてFeおよびCoの1種または2種からなり、合計を
100原子%とする高耐食アモルファス合金。
発明が解決しようとする問題点 濃厚リン酸は沸点が高いために高温で特に腐食性が激し
く、安全に使用し得る金属材料がない。したがって、通
常の金属材料の使用がきわめて困難なこのような腐食性
環境にこいて、使用に耐える新しい金属材料の出現が切
望されてきた。
く、安全に使用し得る金属材料がない。したがって、通
常の金属材料の使用がきわめて困難なこのような腐食性
環境にこいて、使用に耐える新しい金属材料の出現が切
望されてきた。
問題点を解決するための手段 本発明の目的は、高温濃厚リン酸のように非酸化性で金
属を不働態化しにくく、かつきわめて過酷な腐食性を備
えた環境に耐える合金を提供することにある。
属を不働態化しにくく、かつきわめて過酷な腐食性を備
えた環境に耐える合金を提供することにある。
通常、合金は固体状態では結晶化しているが合金組織を
限定して溶融状態から超急冷凝固させるなど、固体形成
の過程で原子配列に長周期的規則性を形成させない方法
を適用すると、結晶構造を持たず、液体に類似したアモ
ルファス構造が得られ、このような合金をアモルファス
合金という。アモルファス合金は、多くは過飽和固溶体
の均一な単相合金であって、従来の実用金属に比べて著
しく高い強度を保有し、かつ組成に応じて異常に高い耐
食性をはじめ種々の特性を示す。本発明者らはこのよう
なアモルファス合金の特性を活用する研究を行った結
果、強酸あるいは高濃度の塩素イオンを含む水溶液など
腐食性の激しい水溶液中においても孔食、隙間腐食およ
び全面腐食を受けない高耐食アモルファスニッケル基合
金を見出し、先に特願昭51−132290号として出願し、ま
た、沸騰濃硝酸あるいは更に酸化剤を含むような苛酷な
腐食性環境で使用し得る高耐食アモルファス合金を見出
し、特願昭60−51036号として特許出願し、更に、沸騰
濃塩素のような過酷な腐食性環境で、使用し得る高耐食
アモルファス合金を見出し、特願昭60−172860号および
特願昭60−172861号として特許出願した。これらは、い
ずれもアモルファスニッケル合金である。前述のよう
に、濃厚リン酸は沸点が高いために、高温で特に腐食性
が激しく、合金自体が安定な保護皮膜を形成する能力を
持たないと耐食性は得られない。
限定して溶融状態から超急冷凝固させるなど、固体形成
の過程で原子配列に長周期的規則性を形成させない方法
を適用すると、結晶構造を持たず、液体に類似したアモ
ルファス構造が得られ、このような合金をアモルファス
合金という。アモルファス合金は、多くは過飽和固溶体
の均一な単相合金であって、従来の実用金属に比べて著
しく高い強度を保有し、かつ組成に応じて異常に高い耐
食性をはじめ種々の特性を示す。本発明者らはこのよう
なアモルファス合金の特性を活用する研究を行った結
果、強酸あるいは高濃度の塩素イオンを含む水溶液など
腐食性の激しい水溶液中においても孔食、隙間腐食およ
び全面腐食を受けない高耐食アモルファスニッケル基合
金を見出し、先に特願昭51−132290号として出願し、ま
た、沸騰濃硝酸あるいは更に酸化剤を含むような苛酷な
腐食性環境で使用し得る高耐食アモルファス合金を見出
し、特願昭60−51036号として特許出願し、更に、沸騰
濃塩素のような過酷な腐食性環境で、使用し得る高耐食
アモルファス合金を見出し、特願昭60−172860号および
特願昭60−172861号として特許出願した。これらは、い
ずれもアモルファスニッケル合金である。前述のよう
に、濃厚リン酸は沸点が高いために、高温で特に腐食性
が激しく、合金自体が安定な保護皮膜を形成する能力を
持たないと耐食性は得られない。
本発明者らは、アモルファス合金の種々の特性を検討し
ながら更に研究を行った結果、前記特願昭51−132290
号、60−51036号、60−172860号および60−172861号に
記載の合金以外に、高温濃厚リン酸のような酸化力に乏
しく過酷な腐食性酸中でも安定な保護皮膜を形成して高
耐食性を備えたアモルファスニッケル合金が得られるこ
とを見出し、本発明を達成した。
ながら更に研究を行った結果、前記特願昭51−132290
号、60−51036号、60−172860号および60−172861号に
記載の合金以外に、高温濃厚リン酸のような酸化力に乏
しく過酷な腐食性酸中でも安定な保護皮膜を形成して高
耐食性を備えたアモルファスニッケル合金が得られるこ
とを見出し、本発明を達成した。
本発明は、特許請求の範囲第1項ないし第4項に示す第
1ないし第4の発明からなるものであるが、次の第1表
にこれら第1ないし第4の発明の構成元素および含有率
を示す。
1ないし第4の発明からなるものであるが、次の第1表
にこれら第1ないし第4の発明の構成元素および含有率
を示す。
作用 上記組成の溶融合金を超急冷凝固させたり、スパッタデ
ポジションさせるなどアモルファス合金を作成する種々
の方法によって得られるアモルファス合金は前記各元素
が均一に固溶した単相合金である。そのため、本発明の
アモルファスニッケル合金には、きわめて均一で高耐食
性を保証する保護皮膜が形成される。
ポジションさせるなどアモルファス合金を作成する種々
の方法によって得られるアモルファス合金は前記各元素
が均一に固溶した単相合金である。そのため、本発明の
アモルファスニッケル合金には、きわめて均一で高耐食
性を保証する保護皮膜が形成される。
酸化力の弱い高温濃厚リン酸溶液中で金属材料は、容易
に溶解するため、このような環境で金属材料を使用する
ためには、安定な保護皮膜を形成する能力を金属材料に
付与する必要がある。これは、有効元素を必要量含む合
金を作ることによって実現される。しかし結晶質金属の
場合、多種多量の合金元素を添加すると、しばしば化学
的性質の異なる多相構造となり、所定の耐食性が実現し
得ないことがある。また、化学的不均一性の発生はむし
ろ耐食性に有害である。
に溶解するため、このような環境で金属材料を使用する
ためには、安定な保護皮膜を形成する能力を金属材料に
付与する必要がある。これは、有効元素を必要量含む合
金を作ることによって実現される。しかし結晶質金属の
場合、多種多量の合金元素を添加すると、しばしば化学
的性質の異なる多相構造となり、所定の耐食性が実現し
得ないことがある。また、化学的不均一性の発生はむし
ろ耐食性に有害である。
これに対し、本発明のアモルファス合金は、均一固溶体
であり、更に、本発明のアモルファスニッケル合金は、
安定な保護皮膜を形成させ得る所要量の有効元素を均一
に含むものであるため、このようなアモルファスニッケ
ル合金には、均一な保護皮膜が生じ、十分に高い耐食性
を発揮する。
であり、更に、本発明のアモルファスニッケル合金は、
安定な保護皮膜を形成させ得る所要量の有効元素を均一
に含むものであるため、このようなアモルファスニッケ
ル合金には、均一な保護皮膜が生じ、十分に高い耐食性
を発揮する。
すなわち、酸化力の弱い高温の濃リン酸に耐える金属材
料が備えるべき条件は、非酸化性環境で安定な保護皮膜
が材料が均一に生じる高い保護皮膜形成能力を持つこと
である。これは本発明の合金組成で実現され、また合金
がアモルファス構造を有することは、複雑な組成の合金
を単相固溶体として作成することを可能にし、均一な保
護皮膜形成を保証するものである。
料が備えるべき条件は、非酸化性環境で安定な保護皮膜
が材料が均一に生じる高い保護皮膜形成能力を持つこと
である。これは本発明の合金組成で実現され、また合金
がアモルファス構造を有することは、複雑な組成の合金
を単相固溶体として作成することを可能にし、均一な保
護皮膜形成を保証するものである。
次に、本発明における各成分組成を限定する理由を述べ
る。
る。
Niは本発明合金の基礎となる元素であって、P、B、Si
などの半金属をと共存してアモルファス構造を形成する
元素であり、また、耐食性を担うMoおよびCrの作用を助
ける元素である。
などの半金属をと共存してアモルファス構造を形成する
元素であり、また、耐食性を担うMoおよびCrの作用を助
ける元素である。
Moは高温リン酸のような非酸化性の酸中で保護皮膜を形
成して耐食性を担う元素である。しかし、あまり少量の
Moでは、高温濃リン酸中で耐食性が不十分であり、また
多量すぎると、アモルファス構造を得るのが困難にな
る。したがって、本発明の第1および第2の発明におい
てMoは10−30原子%とする必要がある。
成して耐食性を担う元素である。しかし、あまり少量の
Moでは、高温濃リン酸中で耐食性が不十分であり、また
多量すぎると、アモルファス構造を得るのが困難にな
る。したがって、本発明の第1および第2の発明におい
てMoは10−30原子%とする必要がある。
Crは不働態皮膜を形成する元素であって、高温リン酸の
ような非酸化性の酸中では、Moと共存することによっ
て、特にその特性を発揮する元素である。したがって、
本発明の第3および第4の発明において、Moを15−30原
子%、Crろ30−40原子%とする。
ような非酸化性の酸中では、Moと共存することによっ
て、特にその特性を発揮する元素である。したがって、
本発明の第3および第4の発明において、Moを15−30原
子%、Crろ30−40原子%とする。
前述のように、PはNiと共存してアモルファス構造を形
成するのに有効であるだけでなく、MoおよびCrを主成分
とする保護皮膜の形成を促す元素である。但し、高温の
リン酸のように腐食性の激しい酸中では、多量にPを含
む合金には、保護性の低いリン酸塩皮膜がPが酸化され
て生じることがある。したがって、本発明の第1の発明
においてPは15−23原子%の範囲とする。合金がかなり
の量のMoを含むとアモルファス形成能が向上するためア
モルファス構造形成に必要なP量を減らすことができ
る。したがって、本発明の第3の発明においてPは8−
20原子%とする。
成するのに有効であるだけでなく、MoおよびCrを主成分
とする保護皮膜の形成を促す元素である。但し、高温の
リン酸のように腐食性の激しい酸中では、多量にPを含
む合金には、保護性の低いリン酸塩皮膜がPが酸化され
て生じることがある。したがって、本発明の第1の発明
においてPは15−23原子%の範囲とする。合金がかなり
の量のMoを含むとアモルファス形成能が向上するためア
モルファス構造形成に必要なP量を減らすことができ
る。したがって、本発明の第3の発明においてPは8−
20原子%とする。
BとSiもNiと共存してアモルファス構造を形成するのに
有効で、Pを置換することができる元素である。しか
し、保護皮膜の形成を促すPの作用を低下させないため
には、BおよびSiのいずれか1種あるいは2種の合計で
7原子%を越えてPを置換することは好ましくない。し
たがって、本発明の第2および第4の発明においてBお
よびSiのいずれか1種あるいは2種の合計は7原子%以
下とし、Pとの合計で第1の発明においては15−23原子
%とし、第4の発明においては8−20原子%にする必要
がある。
有効で、Pを置換することができる元素である。しか
し、保護皮膜の形成を促すPの作用を低下させないため
には、BおよびSiのいずれか1種あるいは2種の合計で
7原子%を越えてPを置換することは好ましくない。し
たがって、本発明の第2および第4の発明においてBお
よびSiのいずれか1種あるいは2種の合計は7原子%以
下とし、Pとの合計で第1の発明においては15−23原子
%とし、第4の発明においては8−20原子%にする必要
がある。
なお、本発明のアモルファスニッケル合金が10原子%以
下のTa、Nb、5原子%以下のW、Ti、Zrを含んでも本発
明の目的に支障はない。
下のTa、Nb、5原子%以下のW、Ti、Zrを含んでも本発
明の目的に支障はない。
本発明のアモルファス合金の作製には、既に広くもちい
られている種々の方法、即ち、液体合金を超急冷凝固さ
せる方法、気相を経てアモルファス合金を形成させる種
々の方法、イオン注入によって固体の長周期構造を破壊
する方法などアモルファス合金を作製するいずれの方法
でもよい。
られている種々の方法、即ち、液体合金を超急冷凝固さ
せる方法、気相を経てアモルファス合金を形成させる種
々の方法、イオン注入によって固体の長周期構造を破壊
する方法などアモルファス合金を作製するいずれの方法
でもよい。
一例として本発明のアモルファス合金を作製する装置を
第1図に示す。点線で囲んだ部分は真空にした後、不活
性ガスで満たされる。図において2は下方先端に垂直ノ
ズル3を有する石英管で、この石英管2の上端に設けら
れている送入口1より、原料4ならびに原料の酸化を防
止する不活性ガスを送入することができる。前記試料4
を加熱するため石英管2の周囲に加熱炉5を設置する。
ノズル3の垂直下方に高速回転ロール7を置き、これ
を、モーター6によって回転させる。アモルファス合金
の作製には、所定の組成の原料4を石英管2内に入れ、
まず、装置を105Torr程度の真空にした後、不活性ガス
を満たす。次いで、原料4を加熱炉5によって加熱溶融
し、この溶融金属をモーター6によって1000−10000r.
p.mで高速回転しているロール7の外周面上に加圧不活
性ガスを用いて噴射させることによって行われる。この
方法によって、例えば厚さ0.1mm、幅10mm、長さ数m程
度の長い薄板として、本発明のアモルファス合金を得る
ことができる。
第1図に示す。点線で囲んだ部分は真空にした後、不活
性ガスで満たされる。図において2は下方先端に垂直ノ
ズル3を有する石英管で、この石英管2の上端に設けら
れている送入口1より、原料4ならびに原料の酸化を防
止する不活性ガスを送入することができる。前記試料4
を加熱するため石英管2の周囲に加熱炉5を設置する。
ノズル3の垂直下方に高速回転ロール7を置き、これ
を、モーター6によって回転させる。アモルファス合金
の作製には、所定の組成の原料4を石英管2内に入れ、
まず、装置を105Torr程度の真空にした後、不活性ガス
を満たす。次いで、原料4を加熱炉5によって加熱溶融
し、この溶融金属をモーター6によって1000−10000r.
p.mで高速回転しているロール7の外周面上に加圧不活
性ガスを用いて噴射させることによって行われる。この
方法によって、例えば厚さ0.1mm、幅10mm、長さ数m程
度の長い薄板として、本発明のアモルファス合金を得る
ことができる。
実施例 第2表に示す組成となるように原料金属を混合し、アル
ゴンアーク溶融炉により原料合金を作製した。これらの
合金をアルゴン雰囲気中で再溶融し、図1に示した単ロ
ール法を用いて超急冷凝固させることにより、厚さ0.01
−0.05mm、幅1−3mm、長さ3−20mのアモルファス合金
薄板を得た。アモルファス構造形成の確認はX線回折に
よって行った。これらの合金試料の表面をシリコンカー
バイド紙1000番迄シクロヘキサン中で研磨した。次いで
所定の長さの合金試料を切り出し、160℃の約87%H3PO4
溶液に7−10日間浸漬し、浸漬前後の重量をマイクロバ
ランスを用いて測定した。
ゴンアーク溶融炉により原料合金を作製した。これらの
合金をアルゴン雰囲気中で再溶融し、図1に示した単ロ
ール法を用いて超急冷凝固させることにより、厚さ0.01
−0.05mm、幅1−3mm、長さ3−20mのアモルファス合金
薄板を得た。アモルファス構造形成の確認はX線回折に
よって行った。これらの合金試料の表面をシリコンカー
バイド紙1000番迄シクロヘキサン中で研磨した。次いで
所定の長さの合金試料を切り出し、160℃の約87%H3PO4
溶液に7−10日間浸漬し、浸漬前後の重量をマイクロバ
ランスを用いて測定した。
得られた結果を第3表に示す。
第3表本発明合金の160℃の約87%H3PO4溶液中における
腐食速度の例 試料No. 腐食速度g/hm2 1 0.0267 2 0.0335 3 0.0794 4 0.0222 5 0.0812 6 0.0623 7 0.0482 8 0.0357 9 0.0238 10 0.0223 11 0.0413 12 0.0385 本発明のアモルファス合金の腐食速度はきわめて小さ
い。また、本発明の合金を浸漬試験の後、合金表面をX
線光電子分光法を用いて解析した結果、Taを含む合金の
表面にはTaO2(OH)からなるオキシ水酸化タンタル保護皮
膜が生じ、Crを含む合金の表面には水和オキシ水酸化ク
ロムCrOx(OH)3-2X不働態皮膜が生じており、これが本発
明合金の高耐食性の原因であることが判明した。
腐食速度の例 試料No. 腐食速度g/hm2 1 0.0267 2 0.0335 3 0.0794 4 0.0222 5 0.0812 6 0.0623 7 0.0482 8 0.0357 9 0.0238 10 0.0223 11 0.0413 12 0.0385 本発明のアモルファス合金の腐食速度はきわめて小さ
い。また、本発明の合金を浸漬試験の後、合金表面をX
線光電子分光法を用いて解析した結果、Taを含む合金の
表面にはTaO2(OH)からなるオキシ水酸化タンタル保護皮
膜が生じ、Crを含む合金の表面には水和オキシ水酸化ク
ロムCrOx(OH)3-2X不働態皮膜が生じており、これが本発
明合金の高耐食性の原因であることが判明した。
発明の効果 以上詳述したとおり、本発明のアモルファスニッケル合
金は、酸化力の乏しい高温リン酸のような激しい腐食性
環境においても安定な保護皮膜を形成して、腐食されな
い高耐食合金である。
金は、酸化力の乏しい高温リン酸のような激しい腐食性
環境においても安定な保護皮膜を形成して、腐食されな
い高耐食合金である。
また、本発明の合金の作製には、既に広く用いられてい
るアモルファス合金作製の技術のいずれをも適用できる
ため、特殊な装置を改めて必要とせず、本発明合金は実
用性にも優れている。
るアモルファス合金作製の技術のいずれをも適用できる
ため、特殊な装置を改めて必要とせず、本発明合金は実
用性にも優れている。
第1図は本発明アモルファス合金を作製する装置の一例
を示す概略図である。 1:原料送入口、2:石英管、3:ノズル部、4:原料、5:加熱
炉、6:モーター、7:高速回転ロール。
を示す概略図である。 1:原料送入口、2:石英管、3:ノズル部、4:原料、5:加熱
炉、6:モーター、7:高速回転ロール。
Claims (4)
- 【請求項1】Moを10-30原子%とPを15-23原子%含み、
残部実質的にNiよりなる高耐食アモルファスニッケル合
金。 - 【請求項2】Moを10-30原子%含み、更にBとSiのいず
れか1種または2種の合計7原子%以下とPとの合計で
15-23原子%含み、残部実質的にNiよりなる高耐食アモ
ルファスニッケル合金。 - 【請求項3】Moを10-30原子%、Crを30-40原子%含み、
更にPを8-20原子%含み、残部実質的にNiよりなる高耐
食アモルファスニッケル合金。 - 【請求項4】Moを10-30原子%、Crを30-40原子%含み、
更にBとSiいずれか1種または2種の合計7原子%以下
とPとの合計で8-20原子%含み、残部実質的にNiよりな
る高耐食アモルファスニッケル合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22543586A JPH0676631B2 (ja) | 1986-09-24 | 1986-09-24 | 高耐食アモルフアスニツケル合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22543586A JPH0676631B2 (ja) | 1986-09-24 | 1986-09-24 | 高耐食アモルフアスニツケル合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6379930A JPS6379930A (ja) | 1988-04-09 |
| JPH0676631B2 true JPH0676631B2 (ja) | 1994-09-28 |
Family
ID=16829323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22543586A Expired - Lifetime JPH0676631B2 (ja) | 1986-09-24 | 1986-09-24 | 高耐食アモルフアスニツケル合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0676631B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9567263B2 (en) * | 2014-10-27 | 2017-02-14 | Tdk Corporation | Dielectric composition and electronic component |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5634989A (en) * | 1987-05-07 | 1997-06-03 | Mitsubishi Materials Corporation | Amorphous nickel alloy having high corrosion resistance |
| CN103917673B (zh) | 2011-08-22 | 2016-04-13 | 加利福尼亚技术学院 | 块状的含有铬和磷的镍基金属玻璃 |
| US11377720B2 (en) | 2012-09-17 | 2022-07-05 | Glassimetal Technology Inc. | Bulk nickel-silicon-boron glasses bearing chromium |
| US9863024B2 (en) | 2012-10-30 | 2018-01-09 | Glassimetal Technology, Inc. | Bulk nickel-based chromium and phosphorus bearing metallic glasses with high toughness |
| US9365916B2 (en) | 2012-11-12 | 2016-06-14 | Glassimetal Technology, Inc. | Bulk iron-nickel glasses bearing phosphorus-boron and germanium |
| WO2014078697A2 (en) | 2012-11-15 | 2014-05-22 | Glassimetal Technology, Inc. | Bulk nickel-phosphorus-boron glasses bearing chromium and tantalum |
| JP2014132116A (ja) | 2013-01-07 | 2014-07-17 | Glassimetal Technology Inc | 鉄を含有するバルクニッケル−ケイ素−ホウ素ガラス |
| CN104004975B (zh) | 2013-02-26 | 2016-11-23 | 格拉斯金属技术股份有限公司 | 含有锰的块状镍-磷-硼玻璃 |
| US9863025B2 (en) | 2013-08-16 | 2018-01-09 | Glassimetal Technology, Inc. | Bulk nickel-phosphorus-boron glasses bearing manganese, niobium and tantalum |
| US9920400B2 (en) | 2013-12-09 | 2018-03-20 | Glassimetal Technology, Inc. | Bulk nickel-based glasses bearing chromium, niobium, phosphorus and silicon |
| US9957596B2 (en) | 2013-12-23 | 2018-05-01 | Glassimetal Technology, Inc. | Bulk nickel-iron-based, nickel-cobalt-based and nickel-copper based glasses bearing chromium, niobium, phosphorus and boron |
| US10000834B2 (en) | 2014-02-25 | 2018-06-19 | Glassimetal Technology, Inc. | Bulk nickel-chromium-phosphorus glasses bearing niobium and boron exhibiting high strength and/or high thermal stability of the supercooled liquid |
| US10287663B2 (en) | 2014-08-12 | 2019-05-14 | Glassimetal Technology, Inc. | Bulk nickel-phosphorus-silicon glasses bearing manganese |
| US11905582B2 (en) | 2017-03-09 | 2024-02-20 | Glassimetal Technology, Inc. | Bulk nickel-niobium-phosphorus-boron glasses bearing low fractions of chromium and exhibiting high toughness |
| US10458008B2 (en) | 2017-04-27 | 2019-10-29 | Glassimetal Technology, Inc. | Zirconium-cobalt-nickel-aluminum glasses with high glass forming ability and high reflectivity |
| CN109342309B (zh) * | 2018-11-26 | 2024-02-27 | 辽宁科技大学 | 一种模拟海洋腐蚀环境的试验装置及试验方法 |
| US11371108B2 (en) | 2019-02-14 | 2022-06-28 | Glassimetal Technology, Inc. | Tough iron-based glasses with high glass forming ability and high thermal stability |
-
1986
- 1986-09-24 JP JP22543586A patent/JPH0676631B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9567263B2 (en) * | 2014-10-27 | 2017-02-14 | Tdk Corporation | Dielectric composition and electronic component |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6379930A (ja) | 1988-04-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |