(57)【要約】【課題】耐酸化性および耐食性の両方を向上させることが可能なろう材を提供する。【解決手段】このろう材１は、Ｔｉ層２と、Ｔｉ層２の一方面側に配置されるＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層３ａと、Ｔｉ層２の他方面側に配置されるＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層３ｂとの３層構造から構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｔｉ層からなるＴｉろう付け層と、
Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層からなるＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層との少なくとも２層構造からなる、ろう材。
【請求項２】
前記Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層からなるＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層のＭｏの含有率は、３質量％以上１０質量％以下である、請求項１に記載のろう材。
【請求項３】
前記Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層からなるＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層のＣｒの含有率は、２０質量％以上４０質量％以下である、請求項１または２に記載のろう材。
【請求項４】
前記Ｔｉろう付け層中のＴｉ量と、前記Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層中のＮｉ量との合計を１００質量％とした場合に、前記Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層中のＮｉ量が２１．６質量％以上３７．１質量％以下、または、５９．５質量％以上６９．０質量％以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のろう材。
【請求項５】
前記Ｔｉろう付け層の厚みｔ１と、前記Ｔｉろう付け層および前記Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層の厚みｔ２との比ｔ１／ｔ２は、０．３６以上０．４６以下、または、０．６８以上０．８２以下である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のろう材。
【請求項６】
前記Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層は、第１Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層からなる第１Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層と、第２Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層からなる第２Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層とを含み、
前記第１Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層と、前記第２Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層との間に、前記Ｔｉろう付け層が配置される３層構造からなる、請求項１〜５のいずれか１項に記載のろう材。
【請求項７】
鉄鋼により形成された基板と、
前記基板の表面に圧延接合され、Ｔｉ層からなるＴｉろう付け層と、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層からなるＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層との少なくとも２層構造からなるろう材とを備える、ろう付け用複合材。
【請求項８】
前記Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層からなるＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層のＭｏの含有率は、３質量％以上１０質量％以下である、請求項７に記載のろう付け用複合材。
【請求項９】
前記Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層からなるＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層のＣｒの含有率は、２０質量％以上４０質量％以下である、請求項７または８に記載のろう付け用複合材。
【請求項１０】
前記Ｔｉろう付け層中のＴｉ量と、前記Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層中のＮｉ量との合計を１００質量％とした場合に、前記Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層中のＮｉ量が２１．６質量％以上３７．１質量％以下、または、５９．５質量％以上６９．０質量％以下である、請求項７〜９のいずれか１項に記載のろう付け用複合材。
【請求項１１】
前記Ｔｉろう付け層の厚みｔ１と、前記Ｔｉろう付け層および前記Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層の厚みｔ２との比ｔ１／ｔ２は、０．３６以上０．４６以下、または、０．６８以上０．８２以下である、請求項７〜１０のいずれか１項に記載のろう付け用複合材。
【請求項１２】
鉄鋼により形成された基板と、前記基板の表面に圧延接合され、Ｔｉ層からなるＴｉろう付け層およびＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層からなるＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層の少なくとも２層構造からなるろう材とを備えたろう付け用複合材を用いてろう付け接合されることにより形成された、ろう付け構造。
【請求項１３】
少なくともろう付け接合された部分にＴｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金を含む、請求項１２に記載のろう付け構造。
【請求項１４】
前記Ｔｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金のＭｏ含有率は、１．１質量％以上である、請求項１３に記載のろう付け構造。
【請求項１５】
前記Ｔｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金のＣｒ含有率は、６．６質量％以上である、請求項１３および１４に記載のろう付け構造。
【請求項１６】
前記Ｔｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金中のＴｉ量とＮｉ量との合計を１００質量％とした場合に、前記Ｔｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金中のＮｉ量が２１．６質量％以上３７．１質量％以下、または、５９．５質量％以上６９．０質量％以下である、請求項１３〜１５のいずれか１項に記載のろう付け構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ろう材、ろう付け用複合材およびそれらを用いてろう付け接合されたろう付け構造に関し、特に、ラジエータやガスクーラなどの熱交換器の流路を構成するろう材、ろう付け用複合材およびそれらを用いてろう付け接合されたろう付け構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、国際的に環境問題への関心が高まっており、その一環として燃料電池やマイクロガスタービンを用いたコージェネレーションシステムが開発され、広く普及している。このコージェネレーションシステムを構成する熱交換器の内部には高温のガスが流れており、このガスの温度は発熱効率を向上させる目的から高温化する傾向にある。このような高温下での厳しい使用環境に耐えることのできる熱交換器用材料として、従来、基材にステンレス鋼を用いるとともに、ろう材にニッケルろう（ＪＩＳ  ＢＮｉ−１〜７）を用いた材料が知られている。ニッケルろうは、耐酸化性および耐食性に優れている反面、塑性加工し難い材料であるので、一般的に液体急冷凝固法により粉末またはアモルファスリボン（非晶質金属箔帯）の状態で製造される。このため、高価であるという不都合があった。また、粉末状のニッケルろうにバインダを混合してペースト状にしたものを熱交換器の製造工程で基材であるステンレス鋼に塗布するので、ろう付け後に脱バインダの工程が必要であり、製造工程が複雑になるという不都合があった。また、アモルファスリボンのニッケルろうは、幅が狭いので、複数のニッケルろうを配置する必要があり、製造工程が複雑になるという不都合があった。
【０００３】
そこで、従来では、基材と、Ｎｉ層、Ｔｉ層およびＦｅ−Ｎｉ合金層により構成されたろう材層とを備えたろう付け用クラッド材が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。この特許文献１に開示されたろう材層は、Ｎｉ層と、Ｔｉ層と、Ｆｅ−Ｎｉ合金層とが基材側から順に積層されている。また、このろう材層を、板状または箔状のＮｉ層、Ｔｉ層およびＦｅ−Ｎｉ合金層により構成することによって、製造工程が複雑になるのを抑制するとともに、耐食性が低下するのを抑制することが可能である。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１７５５０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に開示された従来のろう材層は、Ｃｒを含んでいないため、ろう付け接合による接合部の表面にＣｒ２Ｏ３の酸化皮膜（不働態膜）が生成されない。このため、高い耐酸化性を得るのが困難であるという問題点がある。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、耐酸化性および耐食性の両方を向上させることが可能なろう材、ろう付け用複合材およびそれらを用いてろう付け接合されたろう付け構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面によるろう材は、Ｔｉ層からなるＴｉろう付け層と、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層からなるＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層との少なくとも２層構造からなる。
【０００８】
この第１の局面によるろう材では、上記のように、Ｔｉろう付け層と、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層とによりろう材を構成することによって、ろう付け接合による接合部にＴｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金が形成されるので、接合部の表面にＣｒ２Ｏ３の酸化皮膜（不働態膜）を形成することができる。これにより、ろう付け接合による接合部の耐酸化性を向上させることができる。また、Ｔｉろう付け層と、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層とによりろう材を構成することによって、ろう付け接合による接合部に高い耐食性を有するＴｉ、Ｃｒ、ＭｏおよびＮｉが含まれるので、ろう付け接合による接合部の耐食性を向上させることができる。また、Ｔｉろう付け層と、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層とによりろう材を構成することによって、ろう付け層にＭｏが含まれていることにより、ろう材のろう付け接合時にＴｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金のＴｉとＣｒとが反応することにより脆いＴｉＣｒ２が生成されるのを抑制することができるので、ろう付け接合による接合部が脆弱になるのを抑制することができるとともに、接合部の表面にＣｒ２Ｏ３の酸化被膜（不働体膜）をより多く形成することができる。また、ろう付け層にＭｏが含まれていることにより、ろう材のろう付け接合時の融点を低下させることができる。また、Ｔｉろう付け層と、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層とにより層状のろう材を構成することによって、粉末状およびアモルファスリボン状のろう材と異なり、ろう材の製造工程が複雑化するのを抑制することができる。また、ろう材が層状になるので、粉末状のろう材を用いる場合に混合するバインダが不要となる。これにより、層状のろう材を用いてろう付け接合を行った場合には、ろう付け接合した後に脱バインダを行う必要がないので、製造工程を簡略化することができる。また、Ｔｉろう付け層と、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層との２層によりろう材を構成することによって、ろう材が３層のろう付け層からなる場合と異なり、ろう材が２層のろう付け層からなるので、製造工程が複雑化するのを抑制することができる。
【０００９】
上記第１の局面によるろう材において、好ましくは、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層からなるＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層のＭｏの含有率は、３質量％以上１０質量％以下である。このように構成すれば、ろう付け接合による接合部の耐酸化性を、十分かつ効果的に向上させることができる。
【００１０】
上記第１の局面によるろう材において、好ましくは、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層からなるＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層のＣｒの含有率は、２０質量％以上４０質量％以下である。このように構成すれば、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層のＣｒの含有率を２０質量％以上にすることによって、ろう付け接合による接合部の表面に十分な厚みのＣｒ２Ｏ３からなる酸化皮膜（不働態膜）を形成することができるので、高い耐酸化性を得ることができる。また、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層のＣｒの含有率を４０質量％以下にすることによって、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金の延性が低下するのを抑制することができるので、冷間圧接などによる基板との接合を容易に行うことができる。
【００１１】
上記第１の局面によるろう材において、好ましくは、Ｔｉろう付け層中のＴｉ量と、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層中のＮｉ量との合計を１００質量％とした場合に、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層中のＮｉ量が２１．６質量％以上３７．１質量％以下、または、５９．５質量％以上６９．０質量％以下である。このように構成すれば、約１２２０℃以下の温度でＴｉろう付け層中のＴｉとＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層中のＮｉとを溶融することができるので、約１２２０℃よりも高い高温を出力させる特別な炉を用いることなく、Ｔｉろう付け層中のＴｉとＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層中のＮｉとを溶融させることができる。また、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層中のＮｉ量を３７．１質量％以下にすることによって、ろう付け接合による接合部に脆いＴｉ２Ｎｉからなる金属間化合物が生成されるのを抑制することができる。その結果、ろう付け接合による接合部が脆弱になるのを抑制することができる。
【００１２】
上記第１の局面によるろう材において、Ｔｉろう付け層の厚みｔ１と、Ｔｉろう付け層およびＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層の厚みｔ２との比ｔ１／ｔ２は、０．３６以上０．４６以下、または、０．６８以上０．８２以下である。このように構成すれば、Ｎｉの含有率が６４質量％のＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層を用いる場合において、Ｔｉろう付け層中のＴｉ量と、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層中のＮｉ量との合計を１００質量％とした場合に、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層中のＮｉ量を２１．６質量％以上３７．１質量％以下、または、５９．５質量％以上６９．０質量％以下にすることができる。その結果、Ｔｉろう付け層と、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層との厚みの比を０．３６以上０．４６以下、または、０．６８以上０．８２以下に設定するだけで、特別な炉を必要としない約１２２０℃以下の温度でＴｉろう付け層中のＴｉとＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層中のＮｉとを溶融させることができるＴｉとＮｉとの組成（質量％）比にすることができる。
【００１３】
上記第１の局面によるろう材において、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層は、第１Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層からなる第１Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層と、第２Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層からなる第２Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層とを含み、第１Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層と、第２Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層との間に、Ｔｉろう付け層が配置される３層構造からなるようにしてもよい。このように構成すれば、Ｔｉろう付け層が雰囲気に曝されるのを抑制することができるので、ろう材の作製時やろう付け時などの高温時において、雰囲気中に水素および窒素などが含まれている場合にも、Ｔｉろう付け層が脆弱になるのを抑制することができる。
【００１４】
この発明の第２の局面によるろう付け用複合材は、鉄鋼により形成された基板と、基板の表面に圧延接合され、Ｔｉ層からなるＴｉろう付け層と、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層からなるＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層との少なくとも２層構造からなるろう材とを備える。
【００１５】
この第２の局面によるろう付け用複合材では、上記のように、Ｔｉろう付け層と、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層とにより構成されるろう材を備えることによって、ろう付け接合による接合部にＴｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金が形成されるので、接合部の表面にＣｒ２Ｏ３の酸化皮膜（不働態膜）を形成することができる。これにより、ろう付け接合による接合部の耐酸化性を向上させることができる。また、Ｔｉろう付け層と、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層とにより構成されるろう材を備えることによって、ろう付け接合による接合部に高い耐食性を有するＴｉ、Ｃｒ、ＭｏおよびＮｉが含まれるので、ろう付け接合による接合部の耐食性を向上させることができる。また、Ｔｉろう付け層と、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層とにより構成されるろう材を備えることによって、ろう付け層にＭｏが含まれていることにより、ろう材のろう付け接合時にＴｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金のＴｉとＣｒとが反応することにより脆いＴｉＣｒ２が生成されるのを抑制することができるので、ろう付け接合による接合部が脆弱になるのを抑制することができるとともに、接合部の表面にＣｒ２Ｏ３の酸化被膜（不働体膜）をより多く形成することができる。また、ろう付け層にＭｏが含まれていることにより、ろう材のろう付け接合時の融点を低下させることができる。
【００１６】
また、第２の局面では、Ｔｉろう付け層と、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層との２層構造からなる層状のろう材を基板に圧延接合することによりろう付け用複合材を形成することによって、液体急冷凝固法により形成した粉末状またはアモルファスリボン状のろう材を用いる場合と異なり、ろう材の製造工程が複雑化するのを抑制することができる。これにより、ろう付け用複合材の製造工程が複雑化するのを抑制することができる。また、ろう材が層状になるので、粉末状のろう材を用いる場合に混合するバインダが不要となる。これにより、層状のろう材を用いてろう付け接合を行った場合には、ろう付け接合した後に脱バインダを行う必要がないので、製造工程を簡略化することができる。また、Ｔｉろう付け層と、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層との２層構造からなる層状のろう材を基板に圧延接合することによりろう付け用複合材を形成することによって、ろう材が３層のろう付け層からなる場合と異なり、ろう材が２層のろう付け層からなるので、製造工程が複雑化するのを抑制することができる。
【００１７】
上記第２の局面によるろう付け用複合材において、好ましくは、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層からなるＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層のＭｏの含有率は、３質量％以上１０質量％以下である。このように構成すれば、ろう付け接合による接合部の耐酸化性を、十分かつ効果的に向上させることができる。
【００１８】
上記第２の局面によるろう付け用複合材において、好ましくは、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層からなるＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層のＣｒの含有率は、２０質量％以上４０質量％以下である。このように構成すれば、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層のＣｒの含有率を２０質量％以上にすることによって、ろう付け接合による接合部の表面に十分な厚みのＣｒ２Ｏ３からなる酸化皮膜（不働態膜）を形成することができるので、高い耐酸化性を得ることができる。また、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層のＣｒの含有率を４０質量％以下にすることによって、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金の延性が低下するのを抑制することができるので、冷間圧接などによる基板との接合を容易に行うことができる。
【００１９】
上記第２の局面によるろう付け用複合材において、好ましくは、Ｔｉろう付け層中のＴｉ量と、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層中のＮｉ量との合計を１００質量％とした場合に、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層中のＮｉ量が２１．６質量％以上３７．１質量％以下、または、５９．５質量％以上６９．０質量％以下である。このように構成すれば、約１２２０℃以下の温度でＴｉろう付け層中のＴｉとＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層中のＮｉとを溶融することができるので、約１２２０℃よりも高い高温を出力させる特別な炉を用いることなく、Ｔｉろう付け層中のＴｉとＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層中のＮｉとを溶融させることができる。また、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層中のＮｉ量を３７．１質量％以下にすることによって、ろう付け接合による接合部に脆いＴｉ２Ｎｉからなる金属間化合物が生成されるのを抑制することができる。その結果、ろう付け接合による接合部が脆弱になるのを抑制することができる。
【００２０】
上記第２の局面によるろう付け用複合材において、Ｔｉろう付け層の厚みｔ１と、Ｔｉろう付け層およびＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層の厚みｔ２との比ｔ１／ｔ２は、０．３６以上０．４６以下、または、０．６８以上０．８２以下である。このように構成すれば、Ｎｉの含有率が６４質量％のＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層を用いる場合において、Ｔｉろう付け層中のＴｉ量と、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層中のＮｉ量との合計を１００質量％とした場合に、Ｔｉろう付け層中のＴｉ量に対するＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層中のＮｉ量を２１．６質量％以上３７．１質量％以下、または、５９．５質量％以上６９．０質量％以下にすることができる。その結果、Ｔｉろう付け層と、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層との厚みの比を０．３６以上０．４６以下、または、０．６８以上０．８２以下に設定するだけで、特別な炉を必要としない約１２２０℃以下の温度でＴｉろう付け層中のＴｉとＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層中のＮｉとを溶融させることができるＴｉとＮｉとの組成（質量％）比にすることができる。
【００２１】
この発明の第３の局面によるろう付け構造は、鉄鋼により形成された基板と、基板の表面に圧延接合され、Ｔｉ層からなるＴｉろう付け層およびＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層からなるＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層の少なくとも２層構造からなるろう材とを備えたろう付け用複合材を用いてろう付け接合されることにより形成されるのが好ましい。
【００２２】
この第３の局面によるろう付け構造において、好ましくは、少なくともろう付け接合された部分にＴｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金を含む。このように構成すれば、ろう付け接合された部分の表面にＣｒ２Ｏ３の酸化皮膜（不働態膜）を形成することができるので、ろう付け接合された部分の耐酸化性を向上させることができる。また、ろう付け接合された部分にＴｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金を含むことによって、ろう付け接合された部分に高い耐食性を有するＴｉ、Ｃｒ、ＭｏおよびＮｉが含まれるので、ろう付け接合された部分の耐食性を向上させることができる。また、ろう付け接合された部分にＭｏを含むことによって、ろう材のろう付け接合時にＴｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金のＴｉとＣｒとが反応することにより脆いＴｉＣｒ２が生成されるのを抑制することができるので、ろう付け接合された部分が脆弱になるのを抑制することができるとともに、ろう付け接合された部分の表面にＣｒ２Ｏ３の酸化被膜（不働体膜）をより多く形成することができる。また、ろう付け接合された部分にＭｏを含むことによって、ろう付け接合された部分がＴｉ−Ｃｒ−Ｎｉ合金により形成されている場合に比べて、ろう材のろう付け接合時の融点を低下させることができる。また、ろう付け接合された部分にＭｏを含むことによって、鉄鋼により形成された基板に圧延接合されたろう材を用いてろう付け接合する際に、鉄鋼により形成された基板からろう付け接合される部分にＦｅおよびＣｒをより拡散させることができる。これにより、ろう付け接合された部分の組成が鉄鋼に近くなるので、ろう付け接合された部分の耐食性および耐酸化性をより向上することができるとともに、ろう付け接合された部分の融点をろう付け接合される前のろう材に比べて向上させることができる。
【００２３】
上記Ｔｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金を含むろう付け構造において、好ましくは、Ｔｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金のＭｏ含有率は、１．１質量％以上である。このように構成すれば、ろう付け接合された部分の耐酸化性を十分に向上させることができる。
【００２４】
上記Ｔｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金を含むろう付け構造において、好ましくは、Ｔｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金のＣｒ含有率は、６．６質量％以上である。このように構成すれば、Ｔｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金に十分な量のＣｒが含まれるので、ろう付け接合された部分の表面に十分な厚みを有するＣｒ２Ｏ３の酸化皮膜（不働態膜）を生成することができる。これにより、ろう付け接合された部分の耐酸化性をより向上させることができる。
【００２５】
上記Ｔｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金を含むろう付け構造において、好ましくは、Ｔｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金中のＴｉ量とＮｉ量との合計を１００質量％とした場合に、Ｔｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金中のＮｉ量が２１．６質量％以上３７．１質量％以下、または、５９．５質量％以上６９．０質量％以下である。このように構成すれば、第３の局面のろう付け構造を形成する際に、約１２２０℃以下の温度でＴｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金を溶融することができる。これにより、約１２２０℃よりも高い高温を出力させる特別な炉を用いることなく、第３の局面のろう付け構造を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２７】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態によるろう材の構成を示した断面図である。まず、図１を参照して、本発明の第１実施形態によるろう材１の構成について説明する。
【００２８】
第１実施形態によるろう材１は、図１に示すように、Ｔｉ層２と、Ｔｉ層２の一方面側に配置されるＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層３ａと、Ｔｉ層２の他方面側に配置されるＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層３ｂとを有している。また、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層３ａおよび３ｂは、Ｔｉ層２に圧延接合されている。また、圧延接合として、たとえば、熱間圧接、冷間圧接および真空圧接などを用いることが可能である。なお、Ｔｉ層２は、本発明の「Ｔｉろう付け層」の一例である。また、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層３ａは、本発明の「Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層」および「第１Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層」の一例であり、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層３ｂは、本発明の「Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層」および「第２Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層」の一例である。
【００２９】
また、Ｔｉ層２は、純Ｔｉのみから構成されている。また、Ｔｉ層２は、ｔ１の厚みを有している。また、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層３ａおよび３ｂは、Ｃｒ、ＭｏおよびＮｉのみから構成されている。このＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層３ａおよび３ｂは、Ｃｒの含有率が約２０質量％以上約４０質量％以下であり、好ましくは、約３０質量％である。また、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層３ａおよび３ｂは、Ｍｏの含有率が約３質量％以上約１０質量％以下であり、好ましくは、約６質量％である。また、ろう材１（Ｔｉ層２、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層３ａおよび３ｂ）は、ｔ２の厚みを有している。
【００３０】
ここで、第１実施形態では、Ｔｉ層２中のＴｉ量と、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層３ａおよび３ｂ中のＮｉ量との合計を１００質量％とした場合に、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層３ａおよび３ｂ中のＮｉ量が約２１．６質量％以上約３７．１質量％以下、または、約５９．５質量％以上約６９．０質量％以下であり、好ましくは、約２８．３質量％、または、約６５．２質量％である。また、Ｔｉ層２の厚みｔ１と、ろう材１の厚みｔ２との比ｔ１／ｔ２は、約０．３６以上約０．４６以下、または、約０．６８以上約０．８２以下であり、好ましくは、約０．４０または約０．７６である。
【００３１】
図２および図３は、図１に示した第１実施形態によるろう材を用いて形成された熱交換器を部分的に示した断面図である。次に、図２および図３を参照して、本発明の第１実施形態によるろう材１を用いて形成された熱交換器１００の構成について説明する。なお、第１実施形態では、本発明のろう付け構造を、熱交換器１００に適用した例について説明する。
【００３２】
第１実施形態によるろう材１を用いて形成された熱交換器１００は、図２および図３に示すように、ステンレス鋼により形成された一対のプレート１１と、ステンレス鋼により形成された６つの波形状のフィン１２と、ステンレス鋼により形成された５つのプレート１３とを備えている。なお、プレート１１および１３は、本発明の「基板」の一例である。また、ステンレス鋼として、フェライト系ステンレス鋼であるＳＵＳ４１０およびＳＵＳ４３０やオーステナイト系ステンレス鋼であるＳＵＳ３０４およびＳＵＳ３１６などを用いることが可能である。一対のプレート１１は、熱交換器１００の外枠を構成している。また、６つのフィン１２および５つのプレート１３は、一対のプレート１１の間に交互に積層するように配置されている。熱交換器１００の内部は、５つのプレート１３により６つの層に分割されており、６つの層の中を排ガスと水とが一層おきに交互に流れるように構成されている。また、フィン１２は、６つの層の中を流れる排ガスおよび水の流速を遅くするために設けられている。
【００３３】
ここで、第１実施形態では、熱交換器１００は、図２に示すように、フィン１２とプレート１３および１１との間に、後述するろう付け接合により形成されたＴｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金１ａを含んでいる。つまり、隣り合うフィン１２の間には、プレート１３および一対のＴｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金１ａが形成されるとともに、プレート１１とフィン１２との間には、Ｔｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金１ａが形成されている。このＴｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金１ａは、図３に示すように、フィン１２の屈曲部の外周面と、プレート１３および１１とを接合するための機能を有している。なお、Ｔｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金１ａのＣｒの含有率は、約６．６質量％以上であり、好ましくは、約１１．５質量％または約２２．４質量％である。また、Ｔｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金１ａのＭｏの含有率は、約１．１質量％以上であり、好ましくは、約２．３質量％または約４．５質量％である。また、Ｔｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金１ａ中のＴｉ量とＮｉ量との合計を１００質量％とした場合に、Ｔｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金１ａ中のＮｉ量は、約２１．６質量％以上約３７．１質量％以下、または、約５９．５質量％以上約６９．０質量％以下であり、好ましくは、約２８．３質量％、または、約６５．２質量％である。また、第１実施形態では、熱交換器１００の内部を流れる排ガスの温度は約７００℃である。そして、熱交換器１００の内部に形成された６つの層の中を一層おきに交互に流れる排ガスと水とが、プレート１３および一対のＴｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金１ａを介して熱交換を行うことにより、排ガスの熱が水に伝達されるので、水が暖められて温水になる。
【００３４】
図４および図５は、図２に示した第１実施形態による熱交換器を形成する際のろう付け接合の工程を説明するための断面図である。図１〜図５を参照して、本発明の第１実施形態によるろう材１を用いて行われるろう付け接合について説明する。
【００３５】
まず、プレート１１（図２参照）とフィン１２（図２参照）との間にろう材１（図１参照）を配置するとともに、図４に示すように、フィン１２とプレート１３との間にろう材１を配置する。このとき、フィン１２の屈曲部の外周面と、ろう材１を構成するＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層３ａとが接触しているとともに、プレート１３と、ろう材１を構成するＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層３ｂとが接触している。この状態から、不活性ガス中または真空中で約１０分間加熱される。なお、Ｔｉ層２中のＴｉ量と、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層３ａおよび３ｂ中のＮｉ量との合計を１００質量％とした場合に、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層３ａおよび３ｂ中のＮｉ量が約２１．６質量％以上約３７．１質量％以下であるろう材１を用いる場合には、約９６０℃以上約１１５０℃以下に加熱する。また、Ｔｉ層２中のＴｉ量と、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層３ａおよび３ｂ中のＮｉ量との合計を１００質量％とした場合に、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層３ａおよび３ｂ中のＮｉ量が約５９．５質量％以上約６９．０質量％以下であるろう材１を用いる場合には、約１１００℃以上約１２２０℃以下に加熱する。
【００３６】
この際、図５に示すように、ろう材１（図１および図４参照）を構成するＴｉ層２と、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層３ａ（Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層３ｂ）とが固相状態から液相状態に変化してＴｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ液相１ｂが形成される。このとき、フィン１２、プレート１３および１１がステンレス鋼により形成されていることに起因して、Ｔｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ液相１ｂにフィン１２、プレート１３および１１からＦｅおよびＣｒが拡散する。そして、ろう付け後に温度が低下することによって、Ｔｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ液相１ｂの温度が低下すると、Ｔｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ液相１ｂが液相状態から固相状態であるＴｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金１ａ（図２および図３参照）に変化する。その結果、フィン１２の屈曲部の外周面とプレート１３および１１とが、Ｔｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金１ａによりろう付け接合されるので、図２に示した熱交換器１００が形成される。
【００３７】
第１実施形態では、上記のように、Ｔｉ層２と、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層３ａおよび３ｂとによりろう材１を構成することによって、ろう付け接合による接合部にＴｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金１ａが形成されるので、接合部の表面にＣｒ２Ｏ３の酸化皮膜（不働態膜）を形成することができる。これにより、ろう付け接合による接合部の耐酸化性を向上させることができる。
【００３８】
また、第１実施形態では、Ｔｉ層２と、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層３ａおよび３ｂとによりろう材１を構成することによって、ろう付け接合による接合部に高い耐食性を有するＴｉ、Ｃｒ、ＭｏおよびＮｉが含まれるので、ろう付け接合による接合部の耐食性を向上させることができる。
【００３９】
また、第１実施形態では、Ｔｉ層２と、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層３ａおよび３ｂとによりろう材１を構成することによって、ろう付け接合による接合部にＭｏが含まれていることにより、ろう材１のろう付け接合時にＴｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金１ａのＴｉとＣｒとが反応することにより脆いＴｉＣｒ２が生成されるのを抑制することができるので、ろう付け接合による接合部が脆弱になるのを抑制することができるとともに、接合部の表面にＣｒ２Ｏ３の酸化被膜（不働体膜）をより多く形成することができる。また、ろう付け接合による接合部にＭｏが含まれていることにより、ろう付け接合による接合部がＴｉ−Ｃｒ−Ｎｉ合金により形成されている場合に比べて、ろう材１のろう付け接合時の融点を低下させることができる。また、ろう付け接合による接合部にＭｏが含まれていることにより、ろう付け接合する際に、ステンレス鋼により形成されたフィン１２とプレート１３および１１とからろう付け接合される部分にＦｅおよびＣｒをより拡散させることができる。これにより、ろう付け接合された部分の組成がステンレス鋼に近くなるので、ろう付け接合された部分の耐食性および耐酸化性をより向上することができるとともに、ろう付け接合された部分の融点をろう付け接合される前のろう材１に比べて向上させることができる。
【００４０】
また、第１実施形態では、Ｔｉ層２のＴｉ量と、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層３ａおよび３ｂ中のＮｉ量との合計を１００質量％とした場合に、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層３ａおよび３ｂ中のＮｉ量を約２１．６質量％以上約３７．１質量％以下、または、約５９．５質量％以上約６９．０質量％以下にすることによって、約１２２０℃以下の温度でＴｉ層２と、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層３ａおよび３ｂとを溶融することができる。これにより、約１２２０℃よりも高い高温を出力させる特別な炉を用いることなく、Ｔｉ層２中のＴｉと、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層３ａおよび３ｂ中のＮｉとを溶融させることができる。また、Ｎｉ量を約３７．１質量％以下にすることによって、ろう付け接合による接合部に脆いＴｉ２Ｎｉからなる金属間化合物が生成されるのを抑制することができる。その結果、ろう付け接合による接合部の強度が低下するのを抑制することができる。
【００４１】
（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態によるろう付け用複合材の構成を示した断面図である。図７は、図６に示した第２実施形態によるろう付け用複合材を用いたろう付け接合の工程を説明するための断面図である。図２、図３および図５〜図７を参照して、この第２実施形態では、上記第１実施形態と異なり、２層構造からなるろう材５１がプレート１３に圧延接合されたろう付け用複合材５０について説明する。
【００４２】
本発明の第２実施形態によるろう付け用複合材５０は、図６に示すように、ステンレス鋼により形成されたプレート１３と、プレート１３の一方面および他方面に圧延接合された一対のろう材５１とを備えている。
【００４３】
ここで、第２実施形態では、一対のろう材５１は、それぞれ、プレート１３に圧延接合されたＴｉ層２およびＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層３の２層構造により構成されている。また、Ｔｉ層２中のＴｉ量と、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層３中のＮｉ量との合計を１００質量％とした場合に、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層３中のＮｉ量が約２１．６質量％以上約３７．１質量％以下、または、約５９．５質量％以上約６９．０質量％以下であり、好ましくは、約２８．３質量％、または、約６５．２質量％である。ここで、Ｔｉ層２中のＴｉ量と、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層３中のＮｉ量との合計を１００質量％とした場合に、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層３中のＮｉ量が約２１．６質量％以上約３７．１質量％以下であるろう材５１を用いる場合には、ろう材５１の融点が約９６０℃〜約１１５０℃であり、Ｔｉ層２中のＴｉ量と、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層３中のＮｉ量との合計を１００質量％とした場合に、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層３中のＮｉ量が約５９．５質量％以上約６９．０質量％以下であるろう材５１を用いる場合には、ろう材５１の融点が約１１００℃〜約１２２０℃である。また、オーステナイト系のステンレス鋼であるＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６のプレート１３にろう材５１を圧延接合する場合には、オーステナイト系ステンレス鋼にシグマ脆性（脆化現象）が生じないように、約１０５０℃以上で焼鈍する必要がある。したがって、オーステナイト系ステンレス鋼をプレート１３として用いる場合には、Ｔｉ層２中のＴｉ量と、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層３中のＮｉ量との合計を１００質量％とした場合に、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層３中のＮｉ量が約５９．５質量％以上約６９．０質量％以下であるろう材５１を用いることが好ましい。
【００４４】
そして、第２実施形態によるろう材５１を用いて熱交換器１００（図２参照）を形成するには、図７に示すように、フィン１２の屈曲部に接するようにろう付け用複合材５０を配置する。そして、上記第１実施形態で行われたろう付け接合と同様の条件下でろう付け接合を行う。この際、図５に示すように、ろう材５１を構成するＴｉ層２とＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層３とが固相状態から液相状態に変化してＴｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ液相１ｂが形成される。このとき、フィン１２、プレート１３および１１がステンレス鋼により形成されていることに起因して、Ｔｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ液相１ｂにフィン１２、プレート１３および１１からＦｅおよびＣｒが拡散する。そして、ろう付け後に温度が低下することによって、Ｔｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ液相１ｂの温度が低下すると、Ｔｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ液相１ｂが液相状態から固相状態であるＴｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金１ａ（図２および図３参照）に変化する。その結果、フィン１２の屈曲部の外周面とプレート１３および１１とが、Ｔｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金１ａによりろう付け接合されるので、図２に示した熱交換器１００が形成される。
【００４５】
なお、第２実施形態の効果は、上記した第１実施形態と同様である。
【実施例】
【００４６】
次に、上記した本発明の第１実施形態の効果（ろう付け接合による接合部の耐酸化性向上効果）を確認するために行った比較実験について説明する。この比較実験では、純Ｔｉ層と、純Ｔｉ層の一方面および他方面に圧延接合されたＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層とからなる３層構造のろう材を用いて形成した上記第１実施形態に対応する実施例１〜１６によるクラッド材の反応層（ろう付け接合による接合部）と、上記実施例１〜１６とは異なりＭｏを含有しないろう材を用いて形成した比較例１および２によるクラッド材の反応層（ろう付け接合による接合部）との組成を比較した。また、実施例１〜１６、比較例１および２によるクラッド材の反応層（ろう付け接合による接合部）の酸化増量を算出して比較することにより、実施例１〜１６、比較例１および２によるクラッド材の反応層（ろう付け接合による接合部）の耐酸化性を評価した。以下、詳細に説明する。
【００４７】
［ろう材の作製］
（実施例１）
ろう材の原料として、純Ｔｉ層と、Ｃｒを３０質量％とＭｏを６質量％とＮｉを６４質量％とを含む３０Ｃｒ−６Ｍｏ−Ｎｉ合金層とを用いた。そして、純Ｔｉ層の一方面および他方面にそれぞれ３０Ｃｒ−６Ｍｏ−Ｎｉ合金層を圧延接合した後、アルゴン雰囲気下で８００℃の温度で１分間拡散焼鈍を施した。そして、仕上げ圧延および焼鈍を行って、純Ｔｉ層および３０Ｃｒ−６Ｍｏ−Ｎｉ合金層の板厚をそれぞれ０．０３６ｍｍおよび０．０３２ｍｍに調整した。これにより、３０Ｃｒ−６Ｍｏ−Ｎｉ合金層／純Ｔｉ層／３０Ｃｒ−６Ｍｏ−Ｎｉ合金層の３層構造を有する実施例１によるろう材を作製した。このようにして、ろう材に対する純Ｔｉ層の板厚比が０．３６になるようにした。
【００４８】
（実施例２）
仕上げ圧延および焼鈍を行うことにより、純Ｔｉ層および３０Ｃｒ−６Ｍｏ−Ｎｉ合金層の板厚をそれぞれ０．０４０ｍｍおよび０．０３０ｍｍに調整したこと以外は、上記実施例１と同様にして３０Ｃｒ−６Ｍｏ−Ｎｉ合金層／純Ｔｉ層／３０Ｃｒ−６Ｍｏ−Ｎｉ合金層の３層構造を有する実施例２によるろう材を作製した。このようにして、ろう材に対する純Ｔｉ層の板厚比が０．４０になるようにした。
【００４９】
（実施例３）
仕上げ圧延および焼鈍を行うことにより、純Ｔｉ層および３０Ｃｒ−６Ｍｏ−Ｎｉ合金層の板厚をそれぞれ０．０４６ｍｍおよび０．０２７ｍｍに調整したこと以外は、上記実施例１と同様にして３０Ｃｒ−６Ｍｏ−Ｎｉ合金層／純Ｔｉ層／３０Ｃｒ−６Ｍｏ−Ｎｉ合金層の３層構造を有する実施例３によるろう材を作製した。このようにして、ろう材に対する純Ｔｉ層の板厚比が０．４６になるようにした。
【００５０】
（実施例４）
仕上げ圧延および焼鈍を行うことにより、純Ｔｉ層および３０Ｃｒ−６Ｍｏ−Ｎｉ合金層の板厚をそれぞれ０．０６８ｍｍおよび０．０１６ｍｍに調整したこと以外は、上記実施例１と同様にして３０Ｃｒ−６Ｍｏ−Ｎｉ合金層／純Ｔｉ層／３０Ｃｒ−６Ｍｏ−Ｎｉ合金層の３層構造を有する実施例４によるろう材を作製した。このようにして、ろう材に対する純Ｔｉ層の板厚比が０．６８になるようにした。
【００５１】
（実施例５）
仕上げ圧延および焼鈍を行うことにより、純Ｔｉ層および３０Ｃｒ−６Ｍｏ−Ｎｉ合金層の板厚をそれぞれ０．０７６ｍｍおよび０．０１２ｍｍに調整したこと以外は、上記実施例１と同様にして３０Ｃｒ−６Ｍｏ−Ｎｉ合金層／純Ｔｉ層／３０Ｃｒ−６Ｍｏ−Ｎｉ合金層の３層構造を有する実施例５によるろう材を作製した。このようにして、ろう材に対する純Ｔｉ層の板厚比が０．７６になるようにした。
【００５２】
（実施例６）
仕上げ圧延および焼鈍を行うことにより、純Ｔｉ層および３０Ｃｒ−６Ｍｏ−Ｎｉ合金層の板厚をそれぞれ０．０８２ｍｍおよび０．００９ｍｍに調整したこと以外は、上記実施例１と同様にして３０Ｃｒ−６Ｍｏ−Ｎｉ合金層／純Ｔｉ層／３０Ｃｒ−６Ｍｏ−Ｎｉ合金層の３層構造を有する実施例６によるろう材を作製した。このようにして、ろう材に対する純Ｔｉ層の板厚比が０．８２になるようにした。
【００５３】
（実施例７）
ろう材の原料として、純Ｔｉ層と、Ｃｒを３０質量％とＭｏを１質量％とＮｉを６９質量％とを含む３０Ｃｒ−１Ｍｏ−Ｎｉ合金層とを用いること以外は、上記実施例２と同様にして３０Ｃｒ−１Ｍｏ−Ｎｉ合金層／純Ｔｉ層／３０Ｃｒ−１Ｍｏ−Ｎｉ合金層の３層構造を有する実施例７によるろう材を作製した。
【００５４】
（実施例８）
ろう材の原料として、純Ｔｉ層と、Ｃｒを３０質量％とＭｏを１質量％とＮｉを６９質量％とを含む３０Ｃｒ−１Ｍｏ−Ｎｉ合金層とを用いること以外は、上記実施例５と同様にして３０Ｃｒ−１Ｍｏ−Ｎｉ合金層／純Ｔｉ層／３０Ｃｒ−１Ｍｏ−Ｎｉ合金層の３層構造を有する実施例８によるろう材を作製した。
【００５５】
（実施例９）
ろう材の原料として、純Ｔｉ層と、Ｃｒを３０質量％とＭｏを３質量％とＮｉを６７質量％とを含む３０Ｃｒ−３Ｍｏ−Ｎｉ合金層とを用いること以外は、上記実施例２と同様にして３０Ｃｒ−３Ｍｏ−Ｎｉ合金層／純Ｔｉ層／３０Ｃｒ−３Ｍｏ−Ｎｉ合金層の３層構造を有する実施例９によるろう材を作製した。
【００５６】
（実施例１０）
ろう材の原料として、純Ｔｉ層と、Ｃｒを３０質量％とＭｏを３質量％とＮｉを６７質量％とを含む３０Ｃｒ−３Ｍｏ−Ｎｉ合金層とを用いること以外は、上記実施例５と同様にして３０Ｃｒ−３Ｍｏ−Ｎｉ合金層／純Ｔｉ層／３０Ｃｒ−３Ｍｏ−Ｎｉ合金層の３層構造を有する実施例１０によるろう材を作製した。
【００５７】
（実施例１１）
ろう材の原料として、純Ｔｉ層と、Ｃｒを３０質量％とＭｏを１０質量％とＮｉを６０質量％とを含む３０Ｃｒ−１０Ｍｏ−Ｎｉ合金層とを用いること以外は、上記実施例２と同様にして３０Ｃｒ−１０Ｍｏ−Ｎｉ合金層／純Ｔｉ層／３０Ｃｒ−１０Ｍｏ−Ｎｉ合金層の３層構造を有する実施例１１によるろう材を作製した。
【００５８】
（実施例１２）
ろう材の原料として、純Ｔｉ層と、Ｃｒを３０質量％とＭｏを１０質量％とＮｉを６０質量％とを含む３０Ｃｒ−１０Ｍｏ−Ｎｉ合金層とを用いること以外は、上記実施例５と同様にして３０Ｃｒ−１０Ｍｏ−Ｎｉ合金層／純Ｔｉ層／３０Ｃｒ−１０Ｍｏ−Ｎｉ合金層の３層構造を有する実施例１２によるろう材を作製した。
【００５９】
（実施例１３）
ろう材の原料として、純Ｔｉ層と、Ｃｒを２０質量％とＭｏを６質量％とＮｉを７４質量％とを含む２０Ｃｒ−６Ｍｏ−Ｎｉ合金層とを用いること以外は、上記実施例２と同様にして２０Ｃｒ−６Ｍｏ−Ｎｉ合金層／純Ｔｉ層／２０Ｃｒ−６Ｍｏ−Ｎｉ合金層の３層構造を有する実施例１３によるろう材を作製した。
【００６０】
（実施例１４）
ろう材の原料として、純Ｔｉ層と、Ｃｒを２０質量％とＭｏを６質量％とＮｉを７４質量％とを含む２０Ｃｒ−６Ｍｏ−Ｎｉ合金層を用いるとともに、仕上げ圧延および焼鈍を行うことにより、純Ｔｉ層および２０Ｃｒ−６Ｍｏ−Ｎｉ合金層のそれぞれの板厚を、０．０８０ｍｍおよび０．０１０ｍｍに調整したこと以外は、上記実施例１と同様にして２０Ｃｒ−６Ｍｏ−Ｎｉ合金層／純Ｔｉ層／２０Ｃｒ−６Ｍｏ−Ｎｉ合金層の３層構造を有する実施例１４によるろう材を作製した。このようにして、ろう材に対する純Ｔｉ層の板厚比が０．８０になるようにした。
【００６１】
（実施例１５）
ろう材の原料として、純Ｔｉ層と、Ｃｒを４０質量％とＭｏを６質量％とＮｉを５４質量％とを含む４０Ｃｒ−６Ｍｏ−Ｎｉ合金層とを用いること以外は、上記実施例２と同様にして４０Ｃｒ−６Ｍｏ−Ｎｉ合金層／純Ｔｉ層／４０Ｃｒ−６Ｍｏ−Ｎｉ合金層の３層構造を有する実施例１５によるろう材を作製した。
【００６２】
（実施例１６）
ろう材の原料として、純Ｔｉ層と、Ｃｒを４０質量％とＭｏを６質量％とＮｉを５４質量％とを含む４０Ｃｒ−６Ｍｏ−Ｎｉ合金層を用いるとともに、仕上げ圧延および焼鈍を行うことにより、純Ｔｉ層および４０Ｃｒ−６Ｍｏ−Ｎｉ合金層のそれぞれの板厚を、０．０７８ｍｍおよび０．０１１ｍｍに調整したこと以外は、上記実施例１と同様にして４０Ｃｒ−６Ｍｏ−Ｎｉ合金層／純Ｔｉ層／４０Ｃｒ−６Ｍｏ−Ｎｉ合金層の３層構造を有する実施例１６によるろう材を作製した。このようにして、ろう材に対する純Ｔｉ層の板厚比が０．７８になるようにした。
【００６３】
（比較例１）
ろう材の原料として、純Ｔｉ層と、Ｍｏを含まずにＣｒを３０質量％とＮｉを７０質量％とを含む３０Ｃｒ−Ｎｉ合金層とを用いること以外は、上記実施例２と同様にして３０Ｃｒ−Ｎｉ合金層／純Ｔｉ層／３０Ｃｒ−Ｎｉ合金層の３層構造を有する比較例１によるろう材を作製した。
【００６４】
（比較例２）
ろう材の原料として、純Ｔｉ層と、Ｍｏを含まずにＣｒを３０質量％とＮｉを７０質量％とを含む３０Ｃｒ−Ｎｉ合金層とを用いること以外は、上記実施例５と同様にして３０Ｃｒ−Ｎｉ合金層／純Ｔｉ層／３０Ｃｒ−Ｎｉ合金層の３層構造を有する比較例２によるろう材を作製した。
【００６５】
ここで、上記したろう材の各層の板厚（ｍｍ）と、ろう材に対する純Ｔｉ層の板厚比との対応関係を以下の表１〜表７に示す。なお、表１に示す実施例１〜６では、３０Ｃｒ−６Ｍｏ−Ｎｉ合金層を用いた。また、表２に示す実施例７および８では、３０Ｃｒ−１Ｍｏ−Ｎｉ合金層、表３に示す実施例９および１０では、３０Ｃｒ−３Ｍｏ−Ｎｉ合金層、表４に示す実施例１１および１２では、３０Ｃｒ−１０Ｍｏ−Ｎｉ合金層を用いた。また、表５に示す実施例１３および１４では、２０Ｃｒ−６Ｍｏ−Ｎｉ合金層、表６に示す実施例１５および１６では、４０Ｃｒ−６Ｍｏ−Ｎｉ合金層を用いた。また、表７中の比較例１および２では、Ｍｏを含まない３０Ｃｒ−Ｎｉ合金層を用いた。
【００６６】
【表１】
2008073738.tif 000003
【００６７】
【表２】
2008073738.tif 000004
【００６８】
【表３】
2008073738.tif 000005
【００６９】
【表４】
2008073738.tif 000006
【００７０】
【表５】
2008073738.tif 000007
【００７１】
【表６】
2008073738.tif 000008
【００７２】
【表７】
2008073738.tif 000009
［クラッド材の反応層の組成分析］
（実施例１〜１６、比較例１および２に共通）
次に、上記のようにして作製した実施例１〜１６、比較例１および２によるろう材を反応させて得られたクラッド材の反応層の組成およびろう材の融点を分析した。具体的には、実施例１〜１６、比較例１および２によるろう材を所定の条件（温度：約１２２０℃、時間：１０分）で反応させた。そして、上記反応により得られたクラッド材の反応層を上記第１実施形態によるろう付け接合による接合部と見なし、その反応層の断面を樹脂で埋め込んだ後、研磨を行った。そして、反応層の断面におけるＮｉ、Ｃｒ、ＭｏおよびＴｉの含有率（質量％）を、ＥＰＭＡ（電子線マイクロアナリシス）を用いて分析した。さらに、実験によって得られたクラッド材の反応層のＮｉとＴｉとの組成（質量％）比を分析した。その結果を以下の表８に示す。
【００７３】
【表８】
2008073738.tif 000010
上記表８に示すように、実施例１によるろう材を反応させて得られた反応層の組成（質量％）比は、Ｎｉが４９．７質量％、Ｃｒが２３．３質量％、Ｍｏが４．７質量％、Ｔｉが２２．３質量％であった。また、実施例１による反応層のＮｉとＴｉとの組成比は、６９．０質量％：３１．０質量％であり、融点は、１２２０℃であった。また、実施例２によるろう材を反応させて得られた反応層の組成（質量％）比は、Ｎｉが４７．７質量％、Ｃｒが２２．４質量％、Ｍｏが４．５質量％、Ｔｉが２５．４質量％であった。また、実施例２による反応層のＮｉとＴｉとの組成比は、６５．２質量％：３４．８質量％であり、融点は、１１００℃であった。また、実施例３によるろう材を反応させて得られた反応層の組成（質量％）比は、Ｎｉが４４．６質量％、Ｃｒが２０．９質量％、Ｍｏが４．２質量％、Ｔｉが３０．３質量％であった。また、実施例３による反応層のＮｉとＴｉとの組成比は、５９．５質量％：４０．５質量％であり、融点は、１１５０℃であった。また、実施例４によるろう材を反応させて得られた反応層の組成（質量％）比は、Ｎｉが３０．７質量％、Ｃｒが１４．３質量％、Ｍｏが２．９質量％、Ｔｉが５２．１質量％であった。また、実施例４による反応層のＮｉとＴｉとの組成比は、３７．１質量％：６２．９質量％であり、融点は約１１５０℃であった。また、実施例５によるろう材を反応させて得られた反応層の組成（質量％）比は、Ｎｉが２４．４質量％、Ｃｒが１１．５質量％、Ｍｏが２．３質量％、Ｔｉが６１．８質量％であった。また、実施例５による反応層のＮｉとＴｉとの組成比は、２８．３質量％：７１．７質量％であり、融点は、９６０℃であった。また、実施例６によるろう材を反応させて得られた反応層の組成（質量％）比は、Ｎｉが１９．２質量％、Ｃｒが９．０質量％、Ｍｏが１．８質量％、Ｔｉが７０．０質量％であった。また、実施例６による反応層のＮｉとＴｉとの組成比は、２１．６質量％：７８．４質量％であり、融点は、１１００℃であった。
【００７４】
また、実施例７によるろう材を反応させて得られた反応層の組成（質量％）比は、Ｎｉが５１．５質量％、Ｃｒが２２．４質量％、Ｍｏが０．７質量％、Ｔｉが２５．４質量％であった。また、実施例７による反応層のＮｉとＴｉとの組成比は、６６．９質量％：３３．１質量％であり、融点は、１１２５℃であった。また、実施例８によるろう材を反応させて得られた反応層の組成（質量％）比は、Ｎｉが２６．３質量％、Ｃｒが１１．５質量％、Ｍｏが０．４質量％、Ｔｉが６１．８質量％であった。また、実施例８による反応層のＮｉとＴｉとの組成比は、２９．９質量％：７０．１質量％であり、融点は、９８５℃であった。
【００７５】
また、実施例９によるろう材を反応させて得られた反応層の組成（質量％）比は、Ｎｉが５０．０質量％、Ｃｒが２２．４質量％、Ｍｏが２．２質量％、Ｔｉが２５．４質量％であった。また、実施例９による反応層のＮｉとＴｉとの組成比は、６６．３質量％：３３．７質量％であり、融点は、１１２０℃であった。また、実施例１０によるろう材を反応させて得られた反応層の組成（質量％）比は、Ｎｉが２５．６質量％、Ｃｒが１１．５質量％、Ｍｏが１．１質量％、Ｔｉが６１．８質量％であった。また、実施例１０による反応層のＮｉとＴｉとの組成比は、２９．３質量％：７０．７質量％であり、融点は、９８０℃であった。
【００７６】
また、上記表８に示すように、実施例１１によるろう材を反応させて得られた反応層の組成（質量％）比は、Ｎｉが４４．７質量％、Ｃｒが２２．４質量％、Ｍｏが７．５質量％、Ｔｉが２５．４質量％であった。また、実施例１１による反応層のＮｉとＴｉとの組成比は、６３．８質量％：３６．２質量％であり、融点は、１１２５℃であった。また、実施例１２によるろう材を反応させて得られた反応層の組成（質量％）比は、Ｎｉが２２．９質量％、Ｃｒが１１．５質量％、Ｍｏが３．８質量％、Ｔｉが６１．８質量％であった。また、実施例１２による反応層のＮｉとＴｉとの組成比は、２７．０質量％：７３．０質量％であり、融点は、９９０℃であった。
【００７７】
また、実施例１３によるろう材を反応させて得られた反応層の組成（質量％）比は、Ｎｉが５５．２質量％、Ｃｒが１４．９質量％、Ｍｏが４．５質量％、Ｔｉが２５．４質量％であった。また、実施例１３による反応層のＮｉとＴｉとの組成比は、６８．５質量％：３１．５質量％であり、融点は、１１１０℃であった。また、実施例１４によるろう材を反応させて得られた反応層の組成（質量％）比は、Ｎｉが２４．３質量％、Ｃｒが６．５質量％、Ｍｏが２．０質量％、Ｔｉが６７．２質量％であった。また、実施例１４による反応層のＮｉとＴｉとの組成比は、２６．６質量％：７３．４質量％であり、融点は、９７０℃であった。
【００７８】
また、実施例１５によるろう材を反応させて得られた反応層の組成（質量％）比は、Ｎｉが４０．３質量％、Ｃｒが２９．８質量％、Ｍｏが４．５質量％、Ｔｉが２５．４質量％であった。また、実施例１５による反応層のＮｉとＴｉとの組成比は、６１．３質量％：３８．７質量％であり、融点は、１１２０℃であった。また、実施例１６によるろう材を反応させて得られた反応層の組成（質量％）比は、Ｎｉが１８．５質量％、Ｃｒが１３．７質量％、Ｍｏが２．０質量％、Ｔｉが６５．８質量％であった。また、実施例１６による反応層のＮｉとＴｉとの組成比は、２１．９質量％：７８．１質量％であり、融点は、９８０℃であった。
【００７９】
上記のように、実施例１〜１６によるろう材を反応させて得られた反応層の組成から、反応層はＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｔｉ合金からなることが判明した。
【００８０】
また、上記表８に示すように、比較例１によるろう材を反応させて得られた反応層の組成（質量％）比は、Ｎｉが５２．２質量％、Ｃｒが２２．４質量％、Ｍｏが０．０質量％、Ｔｉが２５．４質量％であった。また、比較例１による反応層のＮｉとＴｉとの組成比は、６７．２質量％：３２．８質量％であり、融点は、１１３０℃であった。また、比較例２によるろう材を反応させて得られた反応層の組成（質量％）比は、Ｎｉが２６．７質量％、Ｃｒが１１．５質量％、Ｍｏが０．０質量％、Ｔｉが６１．８質量％であった。また、比較例２による反応層のＮｉとＴｉとの組成比は、３０．２質量％：６９．８質量％であり、融点は、９９０℃であった。上記のように、比較例１および２によるろう材を反応させて得られる反応層は、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｔｉ合金からなることが判明した。
【００８１】
また、以上の結果から、ＮｉとＴｉとの組成比がＮｉ−Ｔｉ合金の共晶点の組成比（６４．４（Ｎｉ）：３５．６（Ｔｉ））の近傍である実施例２、７、９および比較例１によるろう材の融点、および、ＮｉとＴｉとの組成比がＮｉ−Ｔｉ合金の共晶点の組成比（２８．３（Ｎｉ）：７１．７（Ｔｉ））の近傍である実施例５、８、１０および比較例２によるろう材の融点をそれぞれ比較すると、反応層へのＭｏの添加量を増加させるにしたがって、ろう材の融点が低下することが判明した。なお、実施例１１および１２によるろう材の融点が高いのは、Ｍｏの添加量が多いことに起因してＮｉの含有量が少なくなるので、ＮｉとＴｉとの組成比がＮｉ−Ｔｉ合金の共晶点の組成比（６４．４（Ｎｉ）：３５．６（Ｔｉ）および２８．３（Ｎｉ）：７１．７（Ｔｉ））から遠くなるためであると考えられる。また、実施例１〜３によるろう材の融点を比較すると、実施例１および３によるろう材の融点は、実施例２によるろう材の融点よりも高くなることが判明した。これは、実施例１および３によるろう材のＮｉとＴｉとの組成比が実施例２によるろう材のＮｉとＴｉとの組成比に比べて、Ｎｉ−Ｔｉ合金の共晶点の組成比（６４．４（Ｎｉ）：３５．６（Ｔｉ））から遠くなるためであると考えられる。また、実施例４〜６によるろう材の融点を比較すると、実施例４および６によるろう材の融点は、実施例５によるろう材の融点よりも高くなることが判明した。これは、実施例４および６によるろう材のＮｉとＴｉとの組成比が実施例５によるろう材のＮｉとＴｉとの組成比に比べて、Ｎｉ−Ｔｉ合金の共晶点の組成比（６４．４（Ｎｉ）：３５．６（Ｔｉ））から遠くなるためであると考えられる。
【００８２】
［耐酸化性評価試験］
（実施例１〜１６、比較例１および２に共通）
また、上記実施例１〜１６、比較例１および２によるろう材を反応させて得られた反応層（ろう付け接合による接合部）の耐酸化性を評価するための酸化試験を行った。具体的には、実施例１〜１６、比較例１および２によるろう材を反応させて得られた反応層を５０ｍｍ×５０ｍｍ角に切り出し、酸化試験前の反応層の重量を測定した後、大気中で９００℃の温度で１００時間加熱した。そして、酸化試験後の反応層の重量を測定し、酸化試験前後における反応層の重量の変化から反応層の酸化増量を算出するとともに、反応層の耐酸化性を評価した。その結果を以下の表９に示す。
【００８３】
【表９】
2008073738.tif 000011
上記表９を参照して、実施例１によるろう材を反応させて得られたＮｉを４９．７質量％、Ｃｒを２３．３質量％、Ｍｏを４．７質量％、Ｔｉを２２．３質量％の割合で含有する反応層の酸化試験前後における酸化増量は、０．０９ｍｇ／ｍｍ２であった。また、実施例２によるろう材を反応させて得られたＮｉを４７．７質量％、Ｃｒを２２．４質量％、Ｍｏを４．５質量％、Ｔｉを２５．４質量％の割合で含有する反応層の酸化試験前後における酸化増量は、０．０９ｍｇ／ｍｍ２であった。また、実施例３によるろう材を反応させて得られたＮｉを４４．６質量％、Ｃｒを２０．９質量％、Ｍｏを４．２質量％、Ｔｉを３０．３質量％の割合で含有する反応層の酸化試験前後における酸化増量は、０．１０ｍｇ／ｍｍ２であった。また、実施例４によるろう材を反応させて得られたＮｉを３０．７質量％、Ｃｒを１４．３質量％、Ｍｏを２．９質量％、Ｔｉを５２．１質量％の割合で含有する反応層の酸化試験前後における酸化増量は、０．２０ｍｇ／ｍｍ２であった。また、実施例５によるろう材を反応させて得られたＮｉを２４．４質量％、Ｃｒを１１．５質量％、Ｍｏを２．３質量％、Ｔｉを６１．８質量％の割合で含有する反応層の酸化試験前後における酸化増量は、０．２１ｍｇ／ｍｍ２であった。また、実施例６によるろう材を反応させて得られたＮｉを１９．２質量％、Ｃｒを９．０質量％、Ｍｏを１．８質量％、Ｔｉを７０．０質量％の割合で含有する反応層の酸化試験前後における酸化増量は、０．２２ｍｇ／ｍｍ２であった。
【００８４】
また、実施例７によるろう材を反応させて得られたＮｉを５１．５質量％、Ｃｒを２２．４質量％、Ｍｏを０．７質量％、Ｔｉを２５．４質量％の割合で含有する反応層の酸化試験前後における酸化増量は、０．３１ｍｇ／ｍｍ２であった。また、実施例８によるろう材を反応させて得られたＮｉを２６．３質量％、Ｃｒを１１．５質量％、Ｍｏを０．４質量％、Ｔｉを６１．８質量％の割合で含有する反応層の酸化試験前後における酸化増量は、０．３２ｍｇ／ｍｍ２であった。また、実施例９によるろう材を反応させて得られたＮｉを５０．０質量％、Ｃｒを２２．４質量％、Ｍｏを２．２質量％、Ｔｉを２５．４質量％の割合で含有する反応層の酸化試験前後における酸化増量は、０．０９ｍｇ／ｍｍ２であった。また、実施例１０によるろう材を反応させて得られたＮｉを２５．６質量％、Ｃｒを１１．５質量％、Ｍｏを１．１質量％、Ｔｉを６１．８質量％の割合で含有する反応層の酸化試験前後における酸化増量は、０．２２ｍｇ／ｍｍ２であった。また、実施例１１によるろう材を反応させて得られたＮｉを４４．７質量％、Ｃｒを２２．４質量％、Ｍｏを７．５質量％、Ｔｉを２５．４質量％の割合で含有する反応層の酸化試験前後における酸化増量は、０．０８ｍｇ／ｍｍ２であった。また、実施例１２によるろう材を反応させて得られたＮｉを２２．９質量％、Ｃｒを１１．５質量％、Ｍｏを３．８質量％、Ｔｉを６１．８質量％の割合で含有する反応層の酸化試験前後における酸化増量は、０．２０ｍｇ／ｍｍ２であった。また、実施例１３によるろう材を反応させて得られたＮｉを５５．２質量％、Ｃｒを１４．９質量％、Ｍｏを４．５質量％、Ｔｉを２５．４質量％の割合で含有する反応層の酸化試験前後における酸化増量は、０．１９ｍｇ／ｍｍ２であった。また、実施例１４によるろう材を反応させて得られたＮｉを２４．３質量％、Ｃｒを６．５質量％、Ｍｏを２．０質量％、Ｔｉを６７．２質量％の割合で含有する反応層の酸化試験前後における酸化増量は、０．２４ｍｇ／ｍｍ２であった。また、実施例１５によるろう材を反応させて得られたＮｉを４０．３質量％、Ｃｒを２９．８質量％、Ｍｏを４．５質量％、Ｔｉを２５．４質量％の割合で含有する反応層の酸化試験前後における酸化増量は、０．０８ｍｇ／ｍｍ２であった。また、実施例１６によるろう材を反応させて得られたＮｉを１８．５質量％、Ｃｒを１３．７質量％、Ｍｏを２．０質量％、Ｔｉを６５．８質量％の割合で含有する反応層の酸化試験前後における酸化増量は、０．２１ｍｇ／ｍｍ２であった。
【００８５】
また、比較例１によるろう材を反応させて得られたＮｉを５２．２質量％、Ｃｒを２２．４質量％、Ｍｏを０．０質量％、Ｔｉを２５．４質量％の割合で含有する反応層の酸化試験前後における酸化増量は、０．３３ｍｇ／ｍｍ２であった。また、比較例２によるろう材を反応させて得られたＮｉを２６．７質量％、Ｃｒを１１．５質量％、Ｍｏを０．０質量％、Ｔｉを６１．８質量％の割合で含有する反応層の酸化試験前後における酸化増量は、０．３８ｍｇ／ｍｍ２であった。
【００８６】
以上の結果から、実施例１〜１６、比較例１および２によるろう材を反応させて得られた反応層の酸化増量を比較すると、実施例１〜１６によるろう材を反応させて得られた反応層の酸化増量（０．０９ｍｇ／ｍｍ２、０．０９ｍｇ／ｍｍ２、０．１０ｍｇ／ｍｍ２、０．２０ｍｇ／ｍｍ２、０．２１ｍｇ／ｍｍ２、０．２２ｍｇ／ｍｍ２、０．３１ｍｇ／ｍｍ２、０．３２ｍｇ／ｍｍ２、０．０９ｍｇ／ｍｍ２、０．２２ｍｇ／ｍｍ２、０．０８ｍｇ／ｍｍ２、０．２０ｍｇ／ｍｍ２、０．１９ｍｇ／ｍｍ２、０．２４ｍｇ／ｍｍ２、０．０８ｍｇ／ｍｍ２および０．２１ｍｇ／ｍｍ２）は、比較例１および２によるろう材を反応させて得られた反応層の酸化増量（０．３３ｍｇ／ｍｍ２および０．３８ｍｇ／ｍｍ２）よりも小さく、耐酸化性が高いことが判明した。これは、比較例１および２によるろう材を反応させて得られた反応層にはＭｏが含有されていないのに対して、実施例１〜１６によるろう材を反応させて得られた反応層にはＭｏが含有されているので、実施例１〜１６によるろう材を反応させて得られた反応層の表面にＣｒ２Ｏ３の酸化皮膜が十分に形成されたためであると考えられる。
【００８７】
また、Ｃｒを３０質量％含むＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層を用いて形成され、ＮｉとＴｉとの組成比がＮｉ−Ｔｉ合金の共晶点の組成比（６４．４（Ｎｉ）：３５．６（Ｔｉ））の近傍である実施例１〜３、７、９、１１および比較例１によるろう材を反応させて得られた反応層の酸化増量、および、Ｃｒを３０質量％含むＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層を用いて形成され、ＮｉとＴｉとの組成比がＮｉ−Ｔｉ合金の共晶点の組成比（２８．３（Ｎｉ）：７１．７（Ｔｉ））の近傍である実施例４〜６、８、１０、１２および比較例２によるろう材を反応させて得られた反応層の酸化増量をそれぞれ比較すると、反応層へのＭｏの添加量を増加させるにしたがって、反応層の酸化増量が減少することが判明した。すなわち、反応層へのＭｏの添加量を増加させるにしたがって、反応層の耐酸化性を向上させることが可能であることが判明した。
【００８８】
また、Ｍｏを６質量％含むＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層を用いて形成され、ＮｉとＴｉとの組成比がＮｉ−Ｔｉ合金の共晶点の組成比（６４．４（Ｎｉ）：３５．６（Ｔｉ））の近傍である実施例１〜３、１３および１５によるろう材を反応させて得られた反応層の酸化増量、および、Ｍｏを６質量％含むＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層を用いて形成され、ＮｉとＴｉとの組成比がＮｉ−Ｔｉ合金の共晶点の組成比（２８．３（Ｎｉ）：７１．７（Ｔｉ））の近傍である実施例４〜６、１４および１６によるろう材を反応させて得られた反応層の酸化増量をそれぞれ比較すると、反応層へのＣｒの添加量を増加させるにしたがって、反応層の酸化増量が減少することが判明した。すなわち、反応層へのＣｒの添加量を増加させるにしたがって、反応層の耐酸化性を向上させることが可能であることが判明した。
【００８９】
次に、上記したＭｏ添加によるステンレス鋼からのＦｅおよびＣｒの拡散を確認するために行った比較実験について説明する。この比較実験では、純Ｔｉ層と、純Ｔｉ層の一方面および他方面に圧延接合されたＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層とからなる３層構造のろう材を、ＳＵＳ３０４からなる基板に圧延接合した実施例１７〜２２によるろう付け用複合材のろう材層と、上記実施例１７〜２２とは異なりＭｏを含有しないろう材を用いて形成した比較例３〜５によるろう付け用複合材のろう材層とのＦｅの拡散を比較した。以下、詳細に説明する。
【００９０】
［ろう付け用複合材の作製］
（実施例１７〜１９）
ろう材の原料として、純Ｔｉ層と、Ｃｒを３０質量％とＭｏを６質量％とＮｉを６４質量％とを含む３０Ｃｒ−６Ｍｏ−Ｎｉ合金層とを用いた。そして、純Ｔｉ層の一方面および他方面にそれぞれ３０Ｃｒ−６Ｍｏ−Ｎｉ合金層を圧延接合した後、アルゴン雰囲気下で８００℃の温度で１分間拡散焼鈍を施した。そして、仕上げ圧延および焼鈍を行って、純Ｔｉ層および３０Ｃｒ−６Ｍｏ−Ｎｉ合金層の板厚をそれぞれ０．０４０ｍｍおよび０．０３０ｍｍに調整した。その後、ろう材をＳＵＳ３０４からなる基板に圧延接合した後、アルゴン雰囲気下で８００℃の温度で１分間拡散焼鈍を施した。そして、仕上げ圧延および焼鈍を行って実施例１７〜１９によるろう付け用複合材を作製した。
【００９１】
（実施例２０〜２２）
ろう材の原料として、純Ｔｉ層と、Ｃｒを３０質量％とＭｏを３質量％とＮｉを６７質量％とを含む３０Ｃｒ−３Ｍｏ−Ｎｉ合金層とを用いたこと以外は、それぞれ、上記実施例１７〜１９と同様にして実施例２０〜２２によるろう付け用複合材を作製した。
【００９２】
（比較例３〜５）
ろう材の原料として、純Ｔｉ層と、Ｃｒを３０質量％とＮｉを７０質量％とを含む３０Ｃｒ−Ｎｉ合金層とを用いたこと以外は、それぞれ、上記実施例１７〜１９と同様にして比較例３〜５によるろう付け用複合材を作製した。
【００９３】
［Ｆｅの拡散評価］
（実施例１７、２０および比較例３に共通）
次に、上記のようにして作製した実施例１７、２０および比較例３によるろう付け用複合材を反応させて得られたろう材層のＦｅの拡散評価を行った。具体的には、実施例１７、２０および比較例３によるろう付け用複合材を所定の条件（温度：約１１２０℃、時間：１０分）で反応させた。その結果を図８〜図１０に示す。
【００９４】
図８に示した比較例３によるろう付け用複合材のろう材層のＦｅの濃度は、約１０質量％であった。これに対して、図９に示した実施例２０によるろう付け用複合材のろう材層のＦｅの濃度は、約１５質量％であり、図１０に示した実施例１７によるろう付け用複合材のろう材層のＦｅの濃度は、約２０質量％であった。
【００９５】
（実施例１８、２１および比較例４に共通）
次に、上記のようにして作製した実施例１８、２１および比較例４によるろう付け用複合材を反応させて得られたろう材層のＦｅの拡散評価を行った。具体的には、実施例１８、２１および比較例４によるろう付け用複合材を所定の条件（温度：約１１５０℃、時間：１０分）で反応させた。その結果を図１１〜図１３に示す。
【００９６】
図１１に示した比較例４によるろう付け用複合材のろう材層のＦｅの濃度は、約２０質量％であった。これに対して、図１２に示した実施例２１によるろう付け用複合材のろう材層のＦｅの濃度は、約４０質量％であり、図１３に示した実施例１８によるろう付け用複合材のろう材層のＦｅの濃度は、約４２質量％であった。
【００９７】
（実施例１９、２２および比較例５に共通）
次に、上記のようにして作製した実施例１９、２２および比較例５によるろう付け用複合材を反応させて得られたろう材層のＦｅの拡散評価を行った。具体的には、実施例１９、２２および比較例４によるろう付け用複合材を所定の条件（温度：約１１８０℃、時間：１０分）で反応させた。その結果を図１４〜図１６に示す。
【００９８】
図１４に示した比較例５によるろう付け用複合材のろう材層のＦｅの濃度は、約１７質量％であった。これに対して、図１５に示した実施例２２によるろう付け用複合材のろう材層のＦｅの濃度は、約５５質量％であり、図１６に示した実施例１９によるろう付け用複合材のろう材層のＦｅの濃度は、約６０質量％であった。
【００９９】
以上の結果から、約１１２０℃の温度で反応させた実施例１７、２０および比較例３によるろう付け用複合材を反応させて得られたろう材層のＦｅの拡散量、約１１５０℃の温度で反応させた実施例１８、２１および比較例４によるろう付け用複合材を反応させて得られたろう材層のＦｅの拡散量、および、約１１８０℃の温度で反応させた実施例１９、２２および比較例５によるろう付け用複合材を反応させて得られたろう材層のＦｅの拡散量をそれぞれ比較すると、ろう材へのＭｏの添加量を増加させるにしたがって、ろう材層へのＦｅの拡散量が多くなることが判明した。
【０１００】
なお、今回開示された実施形態および実施例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態および実施例の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【０１０１】
たとえば、上記第１および第２実施形態では、本発明のろう付け構造を熱交換器に適用する例について説明したが、本発明はこれに限らず、本発明のろう付け構造を高温の排ガスが流れることにより高い耐酸化性が求められる熱交換器以外のろう付け構造物にも適用可能である。
【０１０２】
また、上記第２実施形態では、ろう付け用複合材を構成するプレートとしてステンレス鋼を用いる例を示したが、本発明はこれに限らず、ろう付け用複合材を構成するプレートとして、ステンレス鋼以外のハステロイ（登録商標）やインコネル（登録商標）などのＮｉ基耐熱合金を含む鉄鋼を用いてもよい。
【０１０３】
また、上記第１および第２実施形態では、ろう材として純ＴｉのみからなるＴｉ層を用いる例を示したが、本発明はこれに限らず、ろう材として純Ｔｉを８５％以上の割合で含有するＴｉ合金層を用いてもよい。このような純Ｔｉを主成分とするＴｉ合金として、たとえば、Ｔｉ−５Ａｌ−２．５Ｓｎなどのα相（最密六方相）を有するα合金や、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖなどのα相（最密六方相）およびβ相（体心立方相）を有するα＋β合金が挙げられる。
【０１０４】
また、上記第２実施形態では、図６に示したように、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層３がＴｉ層２の表面に圧延接合される状態の２層構造のろう材５１がプレート１３に圧延接合されたろう付け用複合材を用いてろう付け接合を行う例を示したが、本発明はこれに限らず、図１７に示すように、プレート１３の一方面にＴｉ層２０ａを圧延接合したクラッド材と、プレート１３の他方面にＣｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層３０ａを圧延接合したクラッド材とを個別に準備するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の第１実施形態によるろう材の構成を示した断面図である。
【図２】図１に示した第１実施形態によるろう材を用いて形成された熱交換器を部分的に示した断面図である。
【図３】図２に示した第１実施形態による熱交換器の接合部を示した拡大断面図である。
【図４】図２に示した第１実施形態による熱交換器を形成する際のろう付け接合の工程を説明するための断面図である。
【図５】図２に示した第１実施形態による熱交換器を形成する際のろう付け接合の工程を説明するための断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態によるろう付け用複合材の構成を示した断面図である。
【図７】図６に示した第２実施形態によるろう付け用複合材を用いたろう付け接合の工程を説明するための断面図である。
【図８】ＳＵＳ３０４、拡散層およびろう材層のＦｅの濃度を示したラインプロファイルである。
【図９】ＳＵＳ３０４、拡散層およびろう材層のＦｅの濃度を示したラインプロファイルである。
【図１０】ＳＵＳ３０４、拡散層およびろう材層のＦｅの濃度を示したラインプロファイルである。
【図１１】ＳＵＳ３０４、拡散層およびろう材層のＦｅの濃度を示したラインプロファイルである。
【図１２】ＳＵＳ３０４、拡散層およびろう材層のＦｅの濃度を示したラインプロファイルである。
【図１３】ＳＵＳ３０４、拡散層およびろう材層のＦｅの濃度を示したラインプロファイルである。
【図１４】ＳＵＳ３０４、拡散層およびろう材層のＦｅの濃度を示したラインプロファイルである。
【図１５】ＳＵＳ３０４、拡散層およびろう材層のＦｅの濃度を示したラインプロファイルである。
【図１６】ＳＵＳ３０４、拡散層およびろう材層のＦｅの濃度を示したラインプロファイルである。
【図１７】本発明の第２実施形態の変形例によるろう付け用複合材の構成を示した断面図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１、５１  ろう材
２、２０ａ  Ｔｉ層（Ｔｉろう付け層）
３、３０ａ  Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層（Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層）
３ａ  Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層（Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層、第１Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層）
３ｂ  Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉ合金層（Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層、第２Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｉろう付け層）
１１、１３  プレート（基板）
５０  ろう付け用複合材
１００  熱交換器（ろう付け構造）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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