抗氧化性、高温耐磨损性、耐盐蚀性优异的耐热烧结材及其制造方法

摘要

在该耐热烧结材及其制造方法中，以得到抗氧化性、高温耐磨损性、耐盐蚀性优异的耐热烧结材为目的。该耐热烧结材的特征在于，具有以质量％计含有Cr：25～50％、Ni：2～25％、P：0.2～1.2％，余量由Fe和不可避免的杂质构成的组成；并具有具备Fe‑Cr母相、和分散在所述Fe‑Cr母相的内部的由Cr‑Fe合金粒构成的硬质相的组织；所述Fe‑Cr母相的Cr量以质量％计为24～41％，所述硬质相中的Cr量以质量％计为30～61％；以及有效孔隙率为2％以下。

说明书

技术领域

本发明涉及抗氧化性、高温耐磨损性、耐盐蚀性优异的耐热烧结材及其制造方法。

本申请基于2015年3月27日在日本申请的特愿2015-066748号主张优先权，在此援引其内容。

背景技术

在内燃机中，已知有如下方式的涡轮增压机，其利用排气的能量使涡轮高速旋转，利用该旋转力驱动离心式压缩机，将压缩的空气送入发动机内，以提高作为内燃机的热效率。

在附设于内燃机的涡轮增压机中，设有将排气的一部分分流而调节其向涡轮的流入量的喷嘴机构、阀机构。

嵌入该涡轮增压机的轴承和衬套等的机械零件，总是曝露在从发动机排出的高温且腐蚀性的排气中，而且是可活动零件，希望在滑动特性方面也优异。

这种曝露在高温且腐蚀性的排气中的滑动零件，一直以来使用的是由高Cr铸钢构成的熔炼材或烧结材的耐热零件。

作为目前已知的耐热零件用途的烧结合金的一例，已知有一种烧结合金，其总体组成以质量％计，由Cr：11.75～39.98％、Ni：5.58～24.98％、Si：0.16～2.54、P：0.1～1.5％、C：0.58～3.62％及余量Fe和不可避免的杂质构成，显示为如下金属组织，即平均粒径10～50μm的金属碳化物析出的相A，和平均粒径10μm以下的金属碳化物析出的相B呈斑状分布，并且所述相A中析出的金属碳化物的平均粒径DA，和所述相B中析出的金属碳化物的平均粒径DB为DA＞DB(参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-057094号公报

发明要解决的课题

包括专利文献1所述的烧结合金在内，作为这种现有的耐热零件所期望的特性，有抗氧化性、耐磨损性(自磨损，低对方攻击性)、耐盐蚀性等，可适用能够满足这些要求的高Cr铸钢的熔炼材或烧结材。

例如，作为铁素体系的高Cr铸钢的熔炼材，已知有成为Fe-34Cr-2Mo-2Si-1.2C的组成的合金，作为铁素体系的高Cr铸钢的烧结材，可适用成为Fe-34Cr-2Mo-2Si-2C的组成的烧结合金或成为Fe-30Cr-10Ni-1Mo-1Si-2.5C的组成的烧结合金。

这些组成的合金，为了提高抗氧化性，相对于通常的不锈钢而含有更高的Cr组成，通常的不锈钢即便高也不过含有25％左右的铬。另外，这些合金均为了提高耐磨损性，而采用以Cr碳化物作为硬质粒子而使之在母相内析出的结构。

在该使Cr碳化物析出型的合金中，存在母相的Cr量因Cr碳化物生成的影响而减少的问题。母相中的Cr量，能够通过控制作为合金整体的总的Cr量来加以控制，并且能够以C含量控制Cr碳化物硬质粒子的析出量而加以调整。

可是，若使高Cr碳化物粒子的析出优先，则母相中的Cr量降低，因此抗氧化性、耐盐蚀性发生问题，若减少高Cr碳化物粒子的数量，则有耐磨损性劣化的问题。

除此之外，在烧结材中若提高合金整体的Cr量，则粉末的压缩性劣化，有不能成形为目标形状的问题。

另外，在使高Cr碳化物粒子在母相中析出的结构中，若使高Cr碳化物粒子的析出量增加，则烧结材自身的耐磨损性良好，但存在滑动的对方材料的损耗增加的问题。

在以上的背景下，本发明人对于烧结材的抗氧化性、高温耐磨损性进行潜心研究时发现，作为硬质粒子，不使用高Cr碳化物粒子，而是采用高CrFe合金，则能够提供抗氧化性和高温耐磨损性优异，能够减少对方材料的磨损，耐盐蚀性也优异的耐热烧结材，从而达成本发明。

发明内容

本发明鉴于以上这样的情况而完成，其目的在于，提供一种抗氧化性和高温耐磨损性优异，能够减少对方材料的磨损，耐盐蚀性也优异的耐热烧结材及其制造方法。

用于解决课题的手段

(1)为了解决所述课题，本发明的耐热烧结材的特征在于，具有如下组成，其以质量％计含有Cr：25～50％、Ni：2～25％、P：0.2～1.2％，余量由Fe和不可避免的杂质构成，

并具有如下组织，其具备Fe-Cr母相和分散在其内部的由Cr-Fe合金粒构成的硬质相，

所述Fe-Cr母相的Cr量以质量％计为24～41％，所述硬质相中的Cr量以质量％计为30～61％，

有效孔隙率为2％以下。

因为耐热烧结材在Fe中保持平衡地含有Cr、Ni和P，在Fe-Cr母相中以预期量包含由Cr-Fe合金粒构成的硬质相，所以能够得到耐腐蚀性和耐热性优异，耐磨损性也优异的耐热烧结材。

通过添加P，可以使耐热烧结材高密度化，即减少有效孔隙率，抗氧化性提高。

(2)为了解决所述课题，本发明的耐热烧结材的特征在于，具有如下组成，其以质量％计含有Cr：25～50％、Mo：0.5～3％、P：0.2～1.2％，余量由Fe和不可避免的杂质构成，

并具有如下组织，其具备Fe-Cr母相和分散在其内部的由Cr-Fe合金粒构成的硬质相，

所述Fe-Cr母相的Cr量以质量％计为24～41％，所述硬质相中的Cr量以质量％计为30～61％，

有效孔隙率为2％以下。

通过在耐热烧结材中适量添加Mo，即使不含Ni，也能够得到耐腐蚀性和耐热性优异，耐磨损性也优异的耐热烧结材。

(3)(1)或(2)所述的耐热烧结材，可以为分散所述硬质相13～67体积％的构成。

(4)本发明的耐热烧结材的制造方法的特征在于，具有如下工序：

将Fe-Cr-Ni合金粉末、Cr-Fe合金粉末和Ni-P合金粉末，以按照质量％计成为Cr：25～50％，Ni：2～25％，P：0.2～1.2％的合计组成的方式加以混合，得到混合粉末的工序；

加压所述混合粉末而制作压粉体的工序；

对于所述压粉体以1100～1300℃进行烧结的工序，

得到具有具备Fe-Cr母相和分散在其内部的由Cr-Fe合金粒构成的硬质相的组织，所述Fe-Cr母相的Cr量以质量％计为24～41％，所述硬质相中的Cr量以质量％计为30～61％，有效孔隙率为2％以下的耐热烧结材。

(5)本发明的耐热烧结材的制造方法的特征在于，具有如下工序：

将Fe-Cr-Mo合金粉末、Cr-Fe合金粉末和Fe-P合金粉末，以按照质量％计而成为Cr：25～50％，Mo：0.5～3％，P：0.2～1.2％的合计组成的方式加以混合，得到混合粉末的工序；

加压所述混合粉末而制作压粉体的工序；

对于所述压粉体以1100～1300℃进行烧结的工序，

得到具有具备Fe-Cr母相和分散在其内部的由Cr-Fe合金粒构成的硬质相的组织，所述Fe-Cr母相的Cr量以质量％计为24～41％，所述硬质相中的Cr量以质量％计为30～61％，有效孔隙率为2％以下的耐热烧结材。

(6)在(4)或(5)所述的耐热烧结材的制造方法中，能够使所述母相中的硬质相的比例为13～67体积％的范围。

(7)根据(1)或(2)所述的耐热烧结材，其中，所述Fe-Cr母相中的Cr量与所述硬质相中的Cr量之差为5质量％以上。

(8)根据(1)或(2)所述的耐热烧结材，其中，所述Fe-Cr母相是铁素体相，Ni含量为2～8质量％。

(9)根据(1)或(2)所述的耐热烧结材，其中，所述Fe-Cr母相是奥氏体相，Ni含量为8～25质量％。

(10)根据(4)或(5)所述的耐热烧结材的制造方法，其中，使所述混合粉末中的所述Cr-Fe合金粉末的混合比例为10～58体积％的范围。

发明效果

本发明涉及以FeCrNiP的组成或FeCrMoP的组成为基础的耐热烧结材，使耐腐蚀性高的Fe-Cr的母相中分散Cr-Fe合金相的硬质粒子。在耐热烧结材中，通过使比现有材的高Cr碳化物粒子软而比母相硬的Cr-Fe合金相分散，则能够提供具备良好的抗氧化性和优异的高温耐磨损性，而且耐盐蚀性优异的耐热烧结材。

另外，因为Cr-Fe合金相比现有材的高Cr碳化物粒子软，所以相比现有材能够降低对方攻击性，能够抑制滑动的对方材料的损耗。

附图说明

图1是表示由本发明的烧结滑动材形成的试验片的一例的立体图。

图2是表示图1所示的试验片的金属组织的一例的示意图。

图3是表示图1所示的试验片的金属组织的一例中，使用光学显微镜得到的组织照片。

图4是表示在实施例的试验结果中得到的氧化增量与有效孔隙率的关系的图表。

图5是表示在实施例的试验结果中得到的磨损量与硬质相比例的关系的图表。

具体实施方式

以下，一边参照附图，一边对于本发明的一个实施方式进行说明。

图1表示由本发明的耐热烧结材构成的圆筒状的轴承构件1，该轴承构件1作为一例被用于插入到涡轮增压机用的喷嘴机构、阀机构中的轴承。

构成轴承构件1的第一耐热烧结材，作为一例，由如下烧结材构成：其具有以质量％计含有Cr：25～50％、Ni：2～25％、P：0.2～1.2％，余量由Fe和不可避免的杂质构成的组成，并具有具备了Fe-Cr母相和分散在该母相的内部中的由Cr-Fe合金粒构成的硬质相的组织。

另外，构成轴承构件1的第二耐热烧结材，由如下烧结材构成，取代前述组成，其具有含Cr：25～50％、Mo：0.5～3％、P：0.2～1.2％，余量由Fe和不可避免的杂质构成的组成，并具有具备Fe-Cr母相和分散在该母相的内部的由Cr-Fe合金粒构成的硬质相的组织。

所述耐热烧结材的制造方法稍后详述，但作为一例，第一耐热烧结材通过如下方式取得，以达到前述的组成范围的方式，称量Fe-Cr-Ni合金粉末、Cr-Fe合金粉末、和Ni-P合金粉末或Fe-P合金粉末，并均匀混合，将所得到的混合粉末冲压成形，对于得到的冲压成形体以1100～1300℃进行烧结。

第二耐热烧结材，通过使用Fe-Cr-Mo合金粉末、Cr-Fe合金粉末、和Fe-P合金粉末来取代用于得到第一耐热烧结材的各合金粉末而取得。

第一耐热烧结材、第二耐热烧结材的任意一个均是凭借使Fe基体中含有Cr的Fe-Cr母相来确保抗氧化性和耐盐蚀性，并凭借存在Cr-Fe合金粉末所构成的硬质粒子来得到优异的耐磨损性。

还有，在本实施方式中使用耐热烧结材构成环状的轴承构件1，但本实施方式的耐热烧结材当然也能够广泛适用在设于涡轮增压机的喷嘴机构、阀机构的轴构件、杆构件、轴承构件和板等。

以下，对于本实施方式的耐热烧结材(第一耐热烧结材、第二耐热烧结材)的各组成比的限定理由进行说明。在第一耐热烧结材和第二耐热烧结材中，关于作为相同含量的构成，其说明相同。

以下，总体Cr量意思是“耐热烧结材总量中的Cr含量(质量％)”，总体Ni量意思是“耐热烧结材总量中的Ni含量(质量％)”，总体Mo量意思是“耐热烧结材总量中的Mo含量(质量％)”，总体P量意思是“耐热烧结材总量中的P含量(质量％)”。

“总体Cr量：25～50质量％，母相中Cr量：24～41质量％，硬质相中Cr量：30～61质量％”

总体Cr量包含在以Fe为基础的母相和Cr-Fe合金的硬质相这二者中，作为耐热烧结材总体，优选其在25质量％以上、50质量％以下的范围被含有。若总体Cr量低于25质量％，则耐盐蚀性降低，若高于50质量％，则有效孔隙率变大，抗氧化性降低。若总体的Cr量低于20质量％，则除了耐盐蚀性以外，抗氧化性也降低。

从提高抗氧化性的要求出发，需要Cr最低限度在母相中包含13质量％以上，除了抗氧化性以外，为了也满足耐盐蚀性，优选其在母相中包含24质量％以上。若母相中的Cr量低于24质量％，则耐盐蚀性差，若Cr量低于13质量％，则除了耐盐蚀性以外，抗氧化性也降低。母相中的Cr量更优选为24～41质量％。

还有，硬质相中的Cr量与母相中的Cr量之差优选为5质量％以上。更优选硬质相中的Cr量与母相中的Cr量之差为10～20质量％。

若硬质相中的Cr量与母相中的Cr量之差低于5质量％，则无法作为硬质相发挥功能，耐磨损性劣化，因此不为优选。

硬质相中的Cr量优选以质量％计为30～61质量％的范围。硬质相中的Cr量更优选为34～61质量％的范围。

“总体Ni量：2～25质量％”

Ni有助于耐盐蚀性的提高。总体Ni量低于2质量％时，耐盐蚀性方面的效果薄弱，即使总体Ni量高于25质量％，效果也很少，因此优选为25质量％以下。关于总体Ni量，更优选母相是铁素体相时为2～8质量％，是奥氏体相时为8～25质量％。

“总体Mo量：0.5～3质量％”

若通过添加Mo，即使不添加Ni，也能够使耐盐蚀性提高。

含有Mo在0.5质量％以上，有助于耐盐蚀性的提高，其提高效果含有3质量％以上也有效，但效果饱和。因为Mo是高价的元素，所以Mo含量少的情况在成本面优选，因此优选使Mo含量的上限为3质量％。总体Mo量更优选为1.0～3.0质量％。

“总体P量：0.2～1.2质量％”

在烧结时生成液相，在使FeCrNi系烧结材的烧结性提高，减少作为烧结材的有效孔隙率，使之高密度化上，是希望的含有元素。通过含有P，烧结性提高，抗氧化性提高。

P含量低于0.2质量％时，高密度化困难，难以使有效孔隙率达到2％以下，抗氧化性劣化。在高于1.2质量％的含量时，耐盐蚀性劣化。总体P量更优选为0.4～0.8质量％。

“硬质相”

在本实施方式的耐热烧结材中，优选由Cr-Fe合金粒构成的硬质相分散13～67体积％。

如果硬质相为13体积％以上，则耐磨损性良好。另一方面，硬质相高于67体积％以下时，制造困难。

在耐热烧结材中，更优选硬质相分散15～40体积％。

本实施方式的耐热烧结材，具有硬质相：13体积％以上，Fe-Cr母相：余量、和不可避免的杂质(含有硬质相和母相以外的不会对本发明的效果造成影响的第三相)。

“耐热烧结材的制造方法”

以下示出第一耐热烧结材的制造方法的一例。

为了制造本实施方式的耐热烧结材所构成的轴承构件，作为一例，相对于22～89质量％的Fe-25质量％Cr-20质量％Ni合金粉末，用混合机均匀混合10～58质量％的Cr-40质量％Fe合金粉末、和1～20质量％的Ni-P合金粉末或Fe-P合金粉末，得到目标组成比的混合粉末。

以下，Fe-25质量％Cr-20质量％Ni合金粉末等的表述中，有省略“质量％”而表示为Fe-25Cr-20Ni合金粉末等的情况。另外，第一成分(Fe-25Cr-20Ni合金粉末的情况是Fe)的含量为余量，因此省略。还有，各合金粉末含有不可避免的杂质。

在此使用的Fe-Cr-Ni合金粉末，作为一例，可以使用含有24～26质量％的Cr和18～22质量％的Ni的合金粉末。在混合粉末中，Fe-Cr-Ni合金粉末的含量，更优选为70～85质量％。

另外，Cr-Fe合金粉末，作为一例，可以使用含有50～70质量％的Cr的合金粉末。在混合粉末中，Cr-Fe合金粉末的含量更优选为13～28质量％。

另外，Ni-P合金粉末，作为一例，可以使用含有10～15质量％的P的合金粉末。在混合粉末中，Ni-P合金粉末的含量更优选为1～10质量％。

Fe-P合金粉末，作为一例，可以使用含有10～30质量％的P的合金粉末。在混合粉末中，Fe-P合金粉末的含量更优选为1～5质量％。

接下来，将所述混合粉末投入冲压装置的模具，经冲压成形而得到目标的形状例如筒状的压粉体。

成形时，除利用冲压装置进行成形以外，也可以采用热等静压(HIP)、冷等静压(CIP)等各种的方法。

对于该压粉体，通过例如以1100～1300℃的范围内的规定的温度进行0.5～2小时左右烧结，能够得到在Fe-Cr母相中使高Cr-Fe合金的硬质相分散的耐热烧结材所构成的例如图1所示筒状的轴承构件1。

构成该轴承构件1的耐热烧结材，例如像图2、图3所示，具有在Fe-Cr母相2中使作为硬质相的Cr-Fe合金相3分散的金属组织A。耐热烧结材1的金属组织中，也可以残留在烧结时生成的气孔5。

混合所述Fe-Cr-Ni合金粉末、Cr-Fe合金粉末和Ni-P合金粉末，压密之后烧结时，Ni-P合金粉末相对于其他的粉末来说熔点较低，因此成为液相，在其他的粉末粒子的晶界润湿扩展，起着填补气孔的作用。因此，能够以成为液相的Ni-P合金填补所述Fe-Cr-Ni合金粉末和Cr-Fe合金粉末的晶界，其结果是能够减少烧结后的有效孔隙率。因此能够成为高密度的烧结材。

在由以上说明的制造方法得到的耐热烧结材中，母相、硬质相均含有Cr达25质量％以上，因此显示出良好的抗氧化性和耐盐蚀性。另外，因为硬质相由比母相硬的Cr-Fe相构成，所以除了良好的抗氧化性和耐盐蚀性以外，还包括有良好的耐磨损性。另外，Cr-Fe相比现有材所用的高Cr碳化物粒子软，因此比现有材能够抑制滑动对方材料的损耗。

因此，上述的轴承构件1适用于涡轮增压机等的轴承部，即使一边曝露在高温的排气下，一边承受来自轴的滑动时，仍然抗氧化性优异，耐盐蚀性优异，耐磨损性优异。另外还能够取得的效果是，对于作为对方材料的轴来说，能够抑制对方材料的损耗，因此能够抑制轴的损耗。

还有，本实施方式的耐热烧结材，除了能够作为涡轮增压机的轴的构成材利用以外，对于其抗氧化性、耐盐蚀性、耐磨损性而言，当然还能够作为设置于曝露在高温的腐蚀气体环境中的各种机械零件的构成材利用。

以下示出第二耐热烧结材的制造方法的一例。

耐热烧结材在添加有Mo而取代Ni的组成中也能够实现。

这种情况下，作为一例，相对于37～89质量％的Fe-25Cr-2Mo合金粉末，用混合机等均匀混合10～58质量％的Cr-40Fe合金粉末、和1～5质量％的Fe-P合金粉末，得到目标组成比的混合粉末。通过与第一耐热烧结材的制造方法等同的方法，使该混合粉末成为压粉体之后进行烧结，由此能够得到耐热烧结材。

Fe-Cr-Mo合金粉末，作为一例，可以使用含有24～26质量％的Cr和1～3质量％的Mo的合金粉末。

Cr-Fe合金粉末，作为一例，可以使用含有50～70质量％的Cr的合金粉末。

Fe-P合金粉末，作为一例，可以使用含有15～35质量％的P的合金粉末。

【实施例】

以下，示出实施例更详细地说明本发明，但本发明不受这些实施例限定。

“实施例1”

作为原料粉末，准备Fe-25Cr-20Ni合金粉末、Cr-40Fe合金粉末、Ni-12P合金粉末，调合这些原料合金粉末，使之成为以下的表1～3所示的最终成分组成，用V型混合机混合30分钟后，以成形压力588MPa进行冲压成形而制作筒状的压粉体。

接着，将该压粉体在真空气氛中，以1250～1280℃的温度烧结1.5小时，得到耐热滑动材(试料No.1～29)。

另外，作为原料粉末，准备Fe-25Cr-2Mo合金粉末、Cr-40Fe合金粉末、Fe-27P合金粉末，调合这些原料合金粉末，使之成为以下的表4所示的最终成分组成，以与试料No.1～29同样的方法，得到耐热滑动材(试料No.30～35)。

将任意烧结滑动材均成形为适合以下各试验的形状，供各试验用。

“母相的Cr量”

所得到的耐热滑动材1～35的母相的Cr量(母相的Cr含有比例)，可以使用SEM-EDX测定。

“硬质相的Cr量”

所得到的耐热滑动材1～35的硬质相的Cr量(硬质相的Cr含有比例)，可以使用SEM-EDX测定。

“硬质相体积率”

在得到的耐热滑动材1～35中，通过线段法测定硬质相体积率。对每个试料拍摄组织照片，在照片上以固定间隔描绘20条任意的直线，求得这些直线通过硬质相部分的长度之和。用先求得的通过硬质相部分的直线的长度之和(L2)，除以从组织照片的端到端引出的1条的直线的长度(L1)，将以％表示的值作为硬质相体积分率。即，(L2/L1)×100(％表示)。

“密度、有效孔隙率”

均以阿基米德法进行测定。

“抗氧化性试验”

在抗氧化性试验中，得到具有外径：20mm×内径：10mm×高度：5mm的尺寸，由以下的表1～表4所示的组成成分的FeCrNiMoP系烧结材构成的环状耐热烧结材(轴承构件)，进行试验。

对于前述的环状的耐热烧结材试验片，测定在大气中加热至800℃达100小时后的重量变化，用该重量变化除以试料的表面积，求得的值(单位表面积的重量变化)作为氧化增量进行比较。

在抗氧化性试验中，氧化增量(单位表面积的重量变化)为7.0mg/cm²以下的环状耐热烧结材评价为“A”，氧化增量高于7.0mg/cm²的环状耐热烧结材评价为“B”。

“耐磨损性试验”

为了进行辊块(roll on block)磨损试验，进行在试验块(磨损试验片)之上载置圆柱的轴并使之90°往复旋转的试验。以测定温度600℃进行30分钟，往复次数为2000次，评价磨损量。

磨损量测定利用3D显微镜拍摄磨损面的照片，测定磨损深度。磨损试验片的形状是由50×10×5mm厚的烧结材构成的长方体形状的块。对方材料的轴，是由SUS316构成的直径8mm、长度150mm的不锈钢棒，在所述块上，以加重80N按压该不锈钢棒，并且将该不锈钢棒作为电机的旋转轴使之往复旋转而进行试验。

在耐磨损性试验中，磨损量在4.0μm以下的磨损试验片评价为“A”，磨损量高于4.0μm的磨损试验片评价为“B”。

“耐盐蚀性试验”

关于耐盐蚀性，通过盐水喷雾试验(依据JIS Z 2371)评测。通过5％NaCl水溶液的盐水喷雾(35℃，24小时)，评价外观上的锈的发生面积率，生锈的腐蚀面积率在1％以下的试料为合格。试验片是外径20mm、内径10mm、高度5mm的环状试验片。

“A”相当于能够确认生锈导致的腐蚀面积率在1％以下，“B”相当于能够确认生锈导致的腐蚀面积率高于1％。

以上的试验结果显示在以下的表1～表4中。

【表1】

【表2】

【表3】

【表4】

表1中，关于作为硬质粒子的Cr-40Fe合金粉末硬质相的各添加量(质量％)的耐热烧结材试料，显示整体总的组成与使用的母相的Cr量的关系，关于No.1～15的各试料，显示抗氧化性试验结果、有效孔隙率的测定结果及其判定结果、关于耐盐蚀性的外观检查的结果、耐磨损性的测定结果及其判定结果。

根据表1所示的结果，作为硬质粒子的Cr-40Fe合金粉末硬质相的添加量为0％，全部组成仅为母相的组成的No.1的试料，有效孔隙率高，磨损量也大。作为硬质粒子的Cr-40Fe合金粉末硬质相的添加量为0％，而添加有P的No.2的试料，抗氧化性显著提高，但有锈发生，磨损量也变大。

作为硬质粒子的Cr-40Fe合金粉末添加有5质量％的No.3的试料，相对于No.2的试料而言，耐磨损性提高，但有锈发生。这被认为是由于，母相中的Cr量低于24质量％。作为硬质粒子的Cr-40Fe合金粉末添加有10质量％的No.4的试料，在抗氧化性优异的状态下，有效孔隙率低，生锈的面积率也少，磨损量也能够变低。

因此，根据表1的结果判明，如果是作为硬质粒子的Cr-Fe合金粉末添加10质量％以上得到的、含有Cr26质量％以上、含有P0.6质量％的试料，则在抗氧化性、耐盐蚀性和耐磨损性这3个方面优异。另外，含有硬质Cr-Fe合金粉为60质量％的试料，粉末的压缩性低，难以赋予形状。

将作为硬质粒子的Cr-40Fe合金粉末的添加量固定为18％，以添加的Ni粉末为变量而使总组成的Ni量变化，制作各试料，表3(Ni量)中显示对各试料进行抗氧化性试验、有效孔隙率测定、耐盐蚀性试验、耐磨损性试验的结果。

根据表3的结果判明，作为总组成的Ni量低于2.0质量％时，耐盐蚀性试验中腐蚀面积率高于1％。因此，判明总组成的Ni量需要为2.0质量％以上。另外，总组成的Ni量添加至20质量％左右也不会发生问题。

将作为硬质粒子的Cr-40Fe合金粉末的添加量固定在18％，通过调整添加的NiP合金粒子的添加量而以总组成的P量为变量，制作各试料，表2(P量)中显示对各试料进行抗氧化性试验、有效孔隙率测定、耐盐蚀性试验、磨损性试验的结果。

根据表2(P量)判明，作为总组成的P量低于0.2质量％时抗氧化性差，有效孔隙率高。另外，使P含有1.4质量％的No.23的试料在耐盐蚀性试验中，腐蚀面积率高于1％。

因此判明，为了满足抗氧化性、耐盐蚀性和耐磨损性，需要使总组成的P量为0.2～1.2质量％的范围。

将作为硬质粒子的Cr-40Fe合金粉末的添加量固定为18％，通过调整添加的Fe-Cr-Mo合金粒子的Mo量，以总组成的Mo量为变量而制作各试料，表4中显示对各试料进行抗氧化性试验、有效孔隙率测定、耐盐蚀性试验、耐磨损性试验的结果。

由表4判明，作为总组成的Mo量为0.4质量％以下(低于0.5质量％)时，没有提高耐盐蚀性的效果，高于3质量％而添加，更高的提高效果也微乎其微。

图4是表示表1的试料的有效孔隙率与氧化增量的关系的图表。

由图4可知，若有效孔隙率变大，则氧化增量增加，容易氧化。因此，为了提高抗氧化性，可知有利的是减少有效孔隙率。

图5是表示表1所示的No.1～10的试料的硬质相体积比例与磨损量的关系的图表。

如图5所示，烧结体中的硬质相的比例(体积％)为0％时和为7.4％时，磨损量大，但如果为13体积％以上的比例，则能够将磨损量降低至充分低的范围。

由此可知，优选耐热烧结材的硬质相的比例为13～67体积％的范围。

产业上的可利用性

本发明的耐热烧结材的抗氧化性、高温耐磨损性、耐盐蚀性优异，除了插入到涡轮增压机用的喷嘴机构、阀机构的轴承以外，还能够广泛适用于设在涡轮增压机的喷嘴机构、阀机构中的轴构件和杆构件、轴承构件、板等。

符号说明

1...轴承构件(耐热烧结材)，A...金属组织，2...母相，3...硬质相，4...空孔。