接合部件的制作方法
【專利摘要】提供一種接合部件，該接合部件能夠抑制鋼材構(gòu)件內(nèi)所含有的碳以及氮向TiAl基合金部側(cè)擴(kuò)散，并且能夠抑制因鋼材構(gòu)件內(nèi)所含有的碳以及氮的擴(kuò)散而產(chǎn)生空隙、碳化鈦以及氮化物，并能夠防止釬焊強(qiáng)度的降低，接合部件經(jīng)由Ni釬焊將鋼材構(gòu)件和TiAl基合金構(gòu)件接合而成，該鋼材構(gòu)件含有包含C和Cr的合金元素，其特征在于，所述鋼材構(gòu)件至少在Ni釬焊的交界側(cè)生成與所述合金元素結(jié)合的碳化物以及氮化物，并利用該碳化物以及氮化物防止C和N向與TiAl基合金構(gòu)件鄰接的Ni釬焊?jìng)?cè)擴(kuò)散，所述接合部件是由渦輪葉輪(2)與軸(3)構(gòu)成的渦輪主體(1)部件，軸(3)的構(gòu)造用鋼材是含有0.30～0.45重量％的碳、0.85～1.25重量％的Cr的構(gòu)造用鋼材，或者含有0.15重量％以下的碳、11.5～13重量％的Cr的馬氏體類不銹鋼材。
【專利說明】接合部件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及經(jīng)由Ni釬焊將鋼材構(gòu)件和TiAl基合金構(gòu)件接合而成的接合部件，該鋼材構(gòu)件含有包含C和Cr的合金元素。特別是，本發(fā)明涉及由乘用車、卡車用小型增壓器的渦輪葉輪以及船舶用大型增壓器、噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)、產(chǎn)業(yè)用燃?xì)廨啓C(jī)葉片等的渦輪的制造中的TiAl基合金構(gòu)件和鋼材構(gòu)件構(gòu)成的接合部件。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來對(duì)環(huán)境問題的關(guān)心的提高，要求乘用車、卡車等的輸送機(jī)械所使用的增壓器的性能提高，另外，要求噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)、產(chǎn)業(yè)用燃?xì)廨啓C(jī)等的效率的提高。決定上述產(chǎn)品的性能、效率的重要的構(gòu)成要素之一是渦輪，近年來，對(duì)于該渦輪要求溫度的高溫化。
[0003]作為有望提高這些性能的材料，具有以金屬間化合物TiAl為主相的合金(在本說明書中稱作TiAl基合金構(gòu)件)。例如，在專利文獻(xiàn)I中使用了如下接合部件:如圖5所示，該接合部件通過將TiAl基合金構(gòu)件做成渦輪葉輪，將作為具有粘性(粘>9強(qiáng)? )且易于加工的材料的鋼材構(gòu)件做成軸，并通過Ni釬焊將該渦輪葉輪和軸釬焊而成。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開特開2004 - 90130號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的問題
[0008]然而，如圖6所示，專利文獻(xiàn)I所述的接合部件的軸所含有的碳的原子的直徑小于鈦、鋁、Ni的原子的直徑，因此若長(zhǎng)時(shí)間在高溫狀態(tài)下使渦輪運(yùn)轉(zhuǎn)，則有時(shí)因擴(kuò)散現(xiàn)象導(dǎo)致存在于軸的碳以及氮向渦輪葉輪側(cè)移動(dòng)、存在于渦輪葉輪的鈦以及存在于Ni釬焊的硼向軸側(cè)移動(dòng)。因此，在軸與Ni釬焊的交界附近形成較多因碳的擴(kuò)散而產(chǎn)生空穴集合而成的空隙、鈦與碳結(jié)合的碳化物的碳化鈦以及硼與氮結(jié)合的氮化物，存在釬焊強(qiáng)度明顯降低這一課題。并且，若在形成有空隙、碳化鈦以及氮化物的狀態(tài)下，渦輪反復(fù)承受低溫狀態(tài)與高溫狀態(tài)，暴露于所謂的熱循環(huán)條件下，則由于渦輪葉輪的線膨脹系數(shù)與軸的線膨脹系數(shù)不同，因該線膨脹率的不同而產(chǎn)生的熱應(yīng)力集中作用于軸與Ni釬焊之間的交界。于是，如圖7所示，存在因該熱應(yīng)力導(dǎo)致產(chǎn)生龜裂進(jìn)而渦輪破損的隱患。
[0009]本發(fā)明鑒于所涉及的上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供一種接合部件，該接合部件能夠抑制鋼材構(gòu)件內(nèi)所含有的碳以及氮向TiAl基合金部側(cè)擴(kuò)散，并且能夠抑制因鋼材構(gòu)件內(nèi)所含有的碳以及氮的擴(kuò)散而產(chǎn)生空隙、碳化鈦以及氮化物，并能夠防止釬焊強(qiáng)度的降低。
[0010]解決問題的技術(shù)方案
[0011]為了解決上述問題，本發(fā)明的接合部件經(jīng)由Ni釬焊將鋼材構(gòu)件和TiAl基合金構(gòu)件接合而成，該鋼材構(gòu)件含有包含C和Cr的合金元素，其特征在于，
[0012]所述鋼材構(gòu)件至少在Ni釬焊的交界側(cè)生成與所述合金元素結(jié)合的碳化物以及氮化物，并利用該碳化物以及氮化物防止C和N向與TiAl基合金構(gòu)件鄰接的Ni釬焊?jìng)?cè)擴(kuò)散。
[0013]另外，在所述合金元素中，除了 Cr之外列舉了 Nb、V等，只要它們均是與C和N結(jié)合而生成的碳化物以及氮化物的合金元素即可。
[0014]根據(jù)上述接合部件，利用與合金元素結(jié)合的碳化物以及氮化物，防止C和N向與TiAl基合金構(gòu)件鄰接的Ni釬焊?jìng)?cè)擴(kuò)散，因此能夠抑制鋼材構(gòu)件內(nèi)的碳以及氮擴(kuò)散而在鋼材構(gòu)件與Ni釬焊的交界附近產(chǎn)生空隙、碳化鈦以及氮化物。在現(xiàn)有的接合部件中，在鋼材構(gòu)件與Ni釬焊的交界附近產(chǎn)生了較多的空隙、碳化鈦以及氮化物。而且，若應(yīng)力作用于該空隙、碳化鈦以及氮化物所存在的部位，則存在可能產(chǎn)生龜裂而鋼材構(gòu)件破損，但是根據(jù)本發(fā)明的接合部件，由于能夠抑制碳以及氮向Ni釬焊?jìng)?cè)以及TiAl基合金構(gòu)件側(cè)擴(kuò)散，因此幾乎不會(huì)在鋼材構(gòu)件與釬焊的交界附近產(chǎn)生空隙、碳化鈦以及氮化物。因此，能夠防止接合部件的破損。
[0015]另外，所述鋼材構(gòu)件是含有0.30?0.45重量％的碳、0.85?1.25重量％的Cr的構(gòu)造用鋼材，或者是含有0.15重量％以下的碳、11.5?13重量％的Cr的馬氏體類不銹鋼材，例如通過熱處理使包含所述Cr的合金元素分別與碳以及氮結(jié)合，使得至少在所述構(gòu)造用鋼材內(nèi)的與Ni釬焊之間的交界側(cè)存在氮化物以及碳化物。
[0016]另外，一般的是，所述氮是在制造(溶解)所述鋼材構(gòu)件時(shí)混入的氮，其一部分也可以是所述鋼材中所含有的氮。
[0017]這樣，鋼材構(gòu)件中的碳以及(例如通過熱處理而自大氣中獲取)氮的一部分通過熱處理而與所述Cr等的合金元素結(jié)合而成為碳化物以及氮化物。碳以及氮在不以固溶的狀態(tài)存在于鋼材構(gòu)件中的情況下，不易因擴(kuò)散而移動(dòng)。換句話說，只要是碳化物以及氮化物的狀態(tài)，該碳化物以及該氮化物所含有的碳以及氮就不能夠因擴(kuò)散而移動(dòng)，從而能夠防止碳以及氮自鋼材構(gòu)件內(nèi)向TiAl基合金構(gòu)件側(cè)擴(kuò)散。
[0018]另外，由于鋼材構(gòu)件所含有的碳的一部分是碳化物，因此碳量較少。因此，能夠抑制在鋼材構(gòu)件與釬焊的交界附近形成的空隙、碳化鈦以及氮化物的產(chǎn)生。此外，雖然鋼材構(gòu)件具有碳化物，但是由于鋼材構(gòu)件通過熱處理而實(shí)施了鋼內(nèi)組織的均質(zhì)化以及碳化物的球狀化，因此不會(huì)像現(xiàn)有的形成于鋼材構(gòu)件的碳化鈦那樣成為強(qiáng)度的弱部。
[0019]另外，對(duì)于上述任一者鋼材構(gòu)件，該鋼材構(gòu)件所含有的碳量較少，因此自鋼材構(gòu)件中向外部擴(kuò)散的碳的量也變少。由此，能夠抑制在鋼材構(gòu)件與釬焊的交界附近形成的空隙以及(即使是包含鈦的鋼材)碳化鈦的產(chǎn)生。
[0020]而且，由于所述構(gòu)造用鋼材含有0.85?1.25重量％的Cr，而馬氏體類不銹鋼材含有重量％ 11.5?13%的Cr，因此能夠使鋼材構(gòu)件的強(qiáng)度大幅度增加。
[0021]另外，也可以是，所述TiAl基合金構(gòu)件是渦輪的渦輪葉輪，所述鋼材構(gòu)件是渦輪的軸。
[0022]這樣，由于TiAl基合金構(gòu)件是渦輪的渦輪葉輪，鋼材構(gòu)件是渦輪的軸，因此能夠使用于乘用車、卡車等的增壓器。
[0023]發(fā)明的效果
[0024]根據(jù)本發(fā)明，提供一種接合部件，該接合部件能夠抑制鋼材構(gòu)件內(nèi)所含有的碳以及氮向TiAl基合金部側(cè)擴(kuò)散，并且能夠抑制因鋼材構(gòu)件內(nèi)所含有的碳的擴(kuò)散而產(chǎn)生空隙、碳化鈦以及氮化物，并能夠防止釬焊強(qiáng)度的降低?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0025]圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的乘用車小型增壓器用渦輪的剖視圖。
[0026]圖2是表示構(gòu)造用鋼材的C量、Cr量以及軸的機(jī)械特性之間的關(guān)系的示意圖。
[0027]圖3的(A)是表示使渦輪長(zhǎng)時(shí)間在高溫狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)后的渦輪的渦輪葉輪與軸之間的接合部分的示意圖。圖3的(B)是表示正常的渦輪的渦輪葉輪與軸之間的接合部分的示意圖。
[0028]圖4是表示馬氏體類不銹鋼含有0.1質(zhì)量％的C的情況下的、Cr量與各溫度區(qū)域的組織的關(guān)系圖。
[0029]圖5是表示正常的渦輪的渦輪葉輪與軸之間的接合部分的示意圖。
[0030]圖6是表示使渦輪在長(zhǎng)時(shí)間高溫狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)后的渦輪的渦輪葉輪與軸之間的接合部分的原子狀態(tài)的示意圖。
[0031]圖7是表示渦輪破損時(shí)的渦輪葉輪與軸之間的接合部分的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]以下，參照附圖，示例地詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。此外，以下的實(shí)施方式所記載構(gòu)成部件的尺寸、材質(zhì)、形狀、相對(duì)的配置等只要沒有特別的特定記載就并非旨在將本發(fā)明的范圍限定于此，而只是單純的說明例。
[0033]圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的乘用車小型增壓器用渦輪的剖視圖。
[0034]如圖1所示，乘用車小型增壓器用渦輪所使用的渦輪部件(以下，稱作渦輪主體I)由渦輪葉輪2和軸3構(gòu)成。在渦輪葉輪2形成有凸?fàn)罱雍喜?a，另外，在軸3形成有凹狀接合部3a，該凸?fàn)罱雍喜?a與凹狀接合部3a成為嵌合狀態(tài)，渦輪葉輪2與軸3通過Ni釬焊4而接合。通過在真空環(huán)境下向渦輪葉輪2與軸3之間添加Ni釬焊4而進(jìn)行渦輪葉輪2與軸3之間的接合。
[0035]渦輪葉輪2由TiAl基合金構(gòu)成。TiAl基合金以Ti為主要的構(gòu)成元素并含有28?35重量％的八1、除此之外也可以含有Nb、Cr、Mn、S1、W、C、B等的添加元素的合金。在本實(shí)施方式中，TiAl基合金使用了通過如下方式制成的合金:含有31.3重量％的T1、7.0重量％的Al、1.3重量％的Nb、0.03重量％的C，且在精密鑄造之后為了消除鑄造缺陷而以1200°C以上的溫度。C進(jìn)行了一定時(shí)間HIP處理。
[0036]另外，軸3由構(gòu)造用鋼材構(gòu)成。構(gòu)造用鋼材以Fe為主要的構(gòu)成元素，含有0.30?
0.45重量％的C、0.85?1.25重量％的Cr、0.30?1.65重量％的Μη、0.030重量％以下的P、0.030重量％以下的S。除此之外，還可以含有N1、Mo等的添加元素以及不可避免的雜質(zhì)量的N。不可避免的雜質(zhì)是在構(gòu)造用鋼材中存在于原料中、或在制造工序中不可避免地混入的雜質(zhì)，并含有微量。另外，不可避免的雜質(zhì)量指的是不可避免的雜質(zhì)不會(huì)給構(gòu)造用鋼材的特性帶來影響的程度的量。
[0037]作為構(gòu)造用鋼材，能夠使用錳鋼、鉻錳鋼、鉻鋼、鉻鑰鋼、鎳鉻鋼、鎳鉻鑰鋼等。
[0038]在本實(shí)施方式中，作為構(gòu)造用鋼材，使用了含有0.33重量％的C、0.90重量％的Cr的鉻鑰鋼SCM435。
[0039]將構(gòu)造用鋼材的成分設(shè)為上述組成范圍的理由如以下所述。[0040]圖2是表示構(gòu)造用鋼材的C量、Cr量以及軸3的機(jī)械特性之間的關(guān)系的示意圖。
[0041]圖2中的舉例(0.8、1.0、1.05、1.1、1.15)示出用渦輪葉輪2的強(qiáng)度除以熱處理后的軸3的機(jī)械特性(0.2%耐力)而計(jì)算出的規(guī)格比(以下，稱作規(guī)格值)。
[0042]根據(jù)圖2，C量以及Cr量越多，軸3的強(qiáng)度越高。即，規(guī)格值越大。
[0043]然而，由于渦輪增壓機(jī)等的渦輪葉輪2以高速度旋轉(zhuǎn)，為了承受離心應(yīng)力而將所需的最低強(qiáng)度限定為規(guī)格值。在本實(shí)施方式中，將最低強(qiáng)度的規(guī)格值設(shè)為1.0。為了滿足該最低強(qiáng)度的規(guī)格值，根據(jù)圖2中的規(guī)格值1.0的直線得知，至少需要添加0.30wt%以上的C量、0.85wt %以上的Cr量。
[0044]另一方面，對(duì)于作為軸3的材料的構(gòu)造用鋼材，通常已知雖然若C量以及Cr量增多則在熱處理之后機(jī)械特性提高，但是越是變得高強(qiáng)度，熱處理后的延遲破裂感受性越高。若做成圖2中的規(guī)格值1.15的強(qiáng)度等級(jí)的高強(qiáng)度，則存在產(chǎn)生延遲破裂的風(fēng)險(xiǎn)，因此希望軸3的強(qiáng)度為規(guī)格值1.15以下。因此，根據(jù)圖2中的規(guī)格值1.15的直線，使軸3所包含的C量的上限為0.45wt%,使Cr量的上限為1.25wt%。
[0045]通過對(duì)由上述組成構(gòu)成的構(gòu)造用鋼材進(jìn)行淬火、回火，能夠制造高強(qiáng)度的軸3。
[0046]圖3的(A)是表示使渦輪主體I長(zhǎng)時(shí)間在高溫狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)之后的渦輪主體I的渦輪葉輪2與軸3之間的接合部分的示意圖，圖3的(B)是表示正常的渦輪主體I的渦輪葉輪2與軸3之間的接合部分的示意圖。
[0047]如圖3的⑷以及圖3的⑶所示，渦輪葉輪2與軸3Ni通過釬焊4接合。如圖3的㈧所示，在使渦輪主體I長(zhǎng)時(shí)間在高溫狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)之后的軸3以及Ni釬焊4內(nèi)，幾乎未形成有空隙、碳化鈦、氮化物，與圖3的(B)相同，能夠確認(rèn)到已維持正常的狀態(tài)。
[0048]根據(jù)由上述組成構(gòu)成的接合部件，由于軸3所包含的Cr與一部分C結(jié)合而形成碳化鉻以及氮化鉻，因此能夠抑制在軸3與Ni釬焊4的交界附近產(chǎn)生空隙、碳化鈦以及氮化鉻。在現(xiàn)有的接合部件中，軸3內(nèi)的C以及N因擴(kuò)散現(xiàn)象向渦輪葉輪2側(cè)擴(kuò)散，從而在軸3與Ni釬焊4的交界附近形成較多的由因C的擴(kuò)散而產(chǎn)生的空隙、Ti與C結(jié)合的碳化物的碳化鈦、也形成較多的因N的擴(kuò)散而產(chǎn)生的氮化物，導(dǎo)致釬焊強(qiáng)度明顯降低。在該狀態(tài)下，若應(yīng)力作用于渦輪葉輪2與軸3的交界附近，則存在產(chǎn)生龜裂而軸3破損的隱患，但是由于本發(fā)明的軸3的碳不會(huì)向渦輪葉輪2側(cè)擴(kuò)散，因此幾乎不會(huì)在軸3與Ni釬焊4的交界附近產(chǎn)生空隙、碳化鈦以及氮化鉻。而且，由于軸3所包含的C量較少，因此C自軸3向外部擴(kuò)散的量也較少。由此，能夠減少形成于軸3的空隙。
[0049]而且，由于軸3包含Cr，因此雖然C量較少，但是能夠使軸3的強(qiáng)度增加。
[0050]此外，由于能夠抑制C的擴(kuò)散，因此即使在900°C?1000°C程度的高溫下長(zhǎng)時(shí)間使用，渦輪主體I也不會(huì)破損。
[0051]另外，雖然軸3具有作為碳化物的碳化鉻，但是由于軸3通過熱處理而實(shí)施了鋼內(nèi)組織的均質(zhì)化以及碳化物的球狀化，因此不會(huì)像現(xiàn)有的形成于鋼材構(gòu)件的碳化鈦那樣成為強(qiáng)度的弱部。
[0052]此外，在本實(shí)施方式中，對(duì)添加Cr而與C結(jié)合的情況進(jìn)行了說明，但與C結(jié)合的元素并不限于Cr，例如也可以使用Nb、V。
[0053]接下來，對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施方式進(jìn)行說明。在以下的說明中，對(duì)與上述實(shí)施方式對(duì)應(yīng)的部分標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記并省略說明，主要對(duì)不同點(diǎn)進(jìn)行說明。第二實(shí)施方式的渦輪主體I的軸3由馬氏體類不銹鋼構(gòu)成。
[0054]如上述那樣，在第一實(shí)施方式中，作為軸3使用構(gòu)造用鋼材，從而抑制C的擴(kuò)散，防止釬焊強(qiáng)度的降低。然而，伴隨著近年來的乘用車發(fā)動(dòng)機(jī)等的燃料消耗性能的提高，排氣溫度上升至1000°C左右。若排氣溫度上升，則渦輪主體I的Ni釬焊4也將暴露于高溫中。于是，即使在軸3中使用構(gòu)造用鋼材，有時(shí)在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)后釬焊強(qiáng)度也會(huì)降低。因此，在渦輪主體I長(zhǎng)時(shí)間暴露于高溫中的情況下，使用馬氏體類不銹鋼作為軸3。
[0055]第二實(shí)施方式的渦輪主體I由渦輪葉輪2和軸3構(gòu)成。與第一實(shí)施方式相同，渦輪葉輪2由TiAl基合金構(gòu)成。
[0056]軸3由馬氏體類不銹鋼構(gòu)成。馬氏體類不銹鋼以Fe為主要的構(gòu)成元素，含有0.15重量％以下的C、11.5?13重量％的Cr、1.00重量％以下的S1、1.25重量％以下的Mn、
0.060重量％以下的P。除此之外，也可以含有S、N1、Mo、Pb等的添加元素以及不可避免的
雜質(zhì)量的N。
[0057]作為馬氏體類不銹鋼，能夠使用鉻類的SUS403、SUS410、SUS410J1、SUS410F2、SUS416、SUS420J1、SUS420J2、SUS420F、SUS420F2、SUS431、SUS440A、SUS440B、SUS440C、SUS440F 等。
[0058]在本實(shí)施方式中，作為馬氏體類不銹鋼，使用了含有0.15重量％的(:、13重量％的Cr且作為高強(qiáng)度鋼材的SUS403。
[0059]使馬氏體類不銹鋼的成分成為上述組成范圍的理由如以下所述。
[0060]關(guān)于C:通常，使鋼含有較多的C，從而能夠提高強(qiáng)度，但是若含有較多的C，則如課題一欄所記載，大量的C擴(kuò)散導(dǎo)致在軸3以及Ni釬焊4的交界附近產(chǎn)生較多的空隙以及碳化鈦。而且，即使如在第一實(shí)施方式中說明的構(gòu)造用鋼材那樣，使C成為碳化鉻的形態(tài)從而抑制擴(kuò)散，若渦輪主體I的使用溫度成為1000°C左右，則不會(huì)在鋼材中作為碳化鉻而形成，導(dǎo)致保持固溶的狀態(tài)殘留的少量的碳向渦輪葉輪2側(cè)擴(kuò)散，因此，產(chǎn)生空隙以及碳化鈦。因此，在排氣溫度成為1000°C左右的情況下，需要使C量比構(gòu)造用鋼材少。在本實(shí)施方式中，通過大量地添加Cr來確保軸3的強(qiáng)度，使C為0.15重量％以下，從而防止在軸3以及Ni釬焊4的交界附近產(chǎn)生空隙以及碳化鈦。
[0061]關(guān)于Cr:為了補(bǔ)充軸3的強(qiáng)度因C量的減少而降低的部分，添加11.5重量％以上的Cr。圖4是表示馬氏體類不銹鋼含有0.1質(zhì)量％的C的情況下的、Cr量與各溫度區(qū)域中的組織的關(guān)系的圖。圖4中的陰影區(qū)域?yàn)閅相。如圖4所示，在Cr為13重量％以下的情況下，若在1000°C左右的高溫時(shí)自Y相的區(qū)域冷卻，則在800?900°C的溫度區(qū)域產(chǎn)生自Y相向α相的相變。另一方面，在Cr超過13重量的情況下，由于脫離Y相的區(qū)域，因此在熱處理時(shí)不產(chǎn)生自Y相向α相的相變，成為δ鐵素體類不銹鋼，不能提高軸3的強(qiáng)度。因此，使Cr量成為13重量％以下。如上述那樣，在本發(fā)明中，使Cr量成為11.5?13重量％。
[0062]通過對(duì)由上述的組成構(gòu)成的馬氏體類不銹鋼進(jìn)行800?1200°C程度的溫度的淬火、并進(jìn)行800°C以下的回火，能夠制造高強(qiáng)度的軸3。
[0063]根據(jù)由上述組成構(gòu)成的接合部件，由于軸3所包含的C量較少，因此與C添加量較多的一般的不銹鋼相比，能夠抑制C的擴(kuò)散。因此，幾乎不會(huì)在軸3與Ni釬焊4的交界附近產(chǎn)生空隙以及碳化鈦。由此，能夠防止在軸3與Ni釬焊4的交界附近產(chǎn)生龜裂。[0064]另外，雖然軸3所包含的C量較少，但是由于含有較多的Cr，因此能夠使軸3的強(qiáng)度增加。
[0065]而且，軸3所包含C的一部分通過上述熱處理而與Cr結(jié)合從而成為碳化鉻。碳化鉻即使在高溫狀態(tài)下也具有優(yōu)異的組織穩(wěn)定性，因此即使在渦輪增壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的高溫狀態(tài)下，也不會(huì)成為碳化鉻分解且C在軸3中固溶的狀態(tài)。因此，在軸3中，限制了作為碳化鉻而被包含的C的移動(dòng)，能夠防止C自軸3中向渦輪葉輪2側(cè)擴(kuò)散，因此即使在900°C?1000°C程度的高溫下長(zhǎng)時(shí)間使用，渦輪主體I也不會(huì)破損。
【權(quán)利要求】
1.一種接合部件，其經(jīng)由Ni釬焊將鋼材構(gòu)件和TiAl基合金構(gòu)件接合而成,該鋼材構(gòu)件含有包含C和Cr的合金元素，其特征在于， 所述鋼材構(gòu)件至少在Ni釬焊的交界側(cè)生成與所述合金元素結(jié)合的碳化物以及氮化物，并利用該碳化物以及氮化物防止C和N向與TiAl基合金構(gòu)件鄰接的Ni釬焊?jìng)?cè)擴(kuò)散。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接合部件，其特征在于， 所述鋼材構(gòu)件是含有0.30?0.45重量％的碳、0.85?1.25重量％的Cr的構(gòu)造用鋼材，使碳以及氮分別與包含所述Cr的合金元素結(jié)合，使得至少在所述構(gòu)造用鋼材內(nèi)的與Ni釬焊之間的交界側(cè)存在氮化物以及碳化物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接合部件，其特征在于， 所述鋼材構(gòu)件是含有0.15重量％以下的碳、11.5?13重量％的Cr的馬氏體類不銹鋼材，通過熱處理使包含所述Cr的合金元素分別與碳以及氮結(jié)合，使得至少在所述構(gòu)造用鋼材內(nèi)的與Ni釬焊之間的交界側(cè)存在氮化物以及碳化物。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的接合部件，其特征在于， 所述權(quán)利要求2或3記載的氮是在制造(溶解)所述鋼材構(gòu)件時(shí)混入的氮。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的接合部件，其特征在于， 所述TiAl基合金構(gòu)件是渦輪的渦輪葉輪，所述鋼材構(gòu)件是渦輪的軸。
【文檔編號(hào)】C22C14/00GK103945972SQ201280057615
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2012年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月1日
【發(fā)明者】新井貴 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社