(57)【要約】非磁性強炭化物形成合金の実施態様がここに開示されている。特に、該合金は、パウダー製造に有利に使用され得る。本開示の実施態様において、低ＦＣＣ−ＢＣＣ遷移温度と、１０００以上のビッカース硬さを有する硬質粒子とを組み合わせることができる。該合金は、例えばドリルパイプ工具ジョイント、ドリルカラー、ダウンホール安定部、又は油田構成部と関連して、特にハードバンディング構成部として使用され得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料を形成するか又は材料を形成するように構成される合金からなる製品であって、
前記材料が、
ＦＣＣ−ＢＣＣ遷移温度が約９５０Ｋ以下のマトリクスと、
ビッカース硬さが約１０００以上の極めて硬質な粒子と
を含み、
前記極めて硬質な粒子が、
約５モル％よりも大きい極硬質粒子画分と、
約２００Ｋ以下の極硬質粒子融解幅と
を有する、製品。
【請求項２】
前記マトリクスが、少なくとも約７モル％のクロムを含む、請求項１に記載の製品。
【請求項３】
前記材料が、
前記マトリクスにおける、少なくとも約９０％の体積分率オーステナイトと、
約５体積％以上の極めて硬質な粒子の画分と、
約１．５ｇ以下のＡＳＴＭ  Ｇ６５摩耗損失と、
約１．０３μ以下の相対透磁率と、
ＡＳＴＭ  Ｇ３１に準拠した、塩水における、約５ｍｐｙ以下の耐腐食性と
を有し、
前記マトリクスが、該マトリクスの形成温度を超える約２００Ｋよりも高い温度で形成され始める極めて硬質な粒子を１つも含まない、請求項１に記載の製品。
【請求項４】
さらに、鉄と、以下の元素（重量％）：
Ｃ：約２．５〜約４．５、
Ｃｒ：約１１．５〜約１６．５、
Ｍｎ：約８．５〜約１４．５、及び
Ｖ：約１０．０〜約１６．０
とからなる、請求項１に記載の製品。
【請求項５】
パウダーである、請求項１に記載の製品。
【請求項６】
製品を形成するパウダー供給原料が、鉄と、以下の元素（重量％）：
Ｃ：３．０，Ｃｒ：１２．０，Ｍｎ：１２．０，Ｖ：１５．０；
Ｃ：４．０、Ｃｒ：１６．０、Ｍｎ：１２．０、Ｖ：１５．０；
Ｃ：４．０、Ｃｒ：１６．０、Ｍｎ：１３．４、Ｖ：１５．１；
Ｃ：３．０、Ｃｒ：１２．１、Ｍｎ：９．８、Ｖ：１４．９；
Ｃ：３．８、Ｃｒ：１６．０、Ｍｎ：１３．７、Ｖ：１４．７；
Ｃ：２．８、Ｃｒ：１２．５、Ｍｎ：１０．４、Ｖ：１５．３；
Ｃ：３．９、Ｃｒ：１６．１、Ｍｎ：１４．０、Ｖ：１５．６；
Ｃ：２．９、Ｃｒ：１２．１、Ｍｎ：９．６、Ｖ：１４．４；
Ｃ：２．６、Ｃｒ：１１．９、Ｍｎ：１１．６、Ｖ：１０．０；又は
Ｃ：２．６、Ｃｒ：１１．９、Ｍｎ：８．５、Ｖ：１０．６
とからなる、請求項１に記載の製品。
【請求項７】
請求項１に記載の製品がハードフェーシング層として適用されてなる、ドリルパイプ工具ジョイント、ドリルカラー、ダウンホール安定部、又は方向掘削アプリケーションにて使用される油田構成部。
【請求項８】
材料を形成するか又は材料を形成するように構成される合金からなる製品であって、
前記材料が、
少なくとも約９０％の体積分率オーステナイトからなるマトリクスと、
ビッカース硬さが約１０００以上で、約５体積％以上の画分を有する極めて硬質な粒子と
を含み、
前記マトリクスが、該マトリクスの形成温度を超える約２００Ｋよりも高い温度で形成され始める極めて硬質な粒子を１つも含まない、製品。
【請求項９】
前記マトリクスが、少なくとも約７重量％のクロムを含む、請求項８に記載の製品。
【請求項１０】
さらに、鉄と、以下の元素（重量％）：
Ｃ：約２．５〜約４．５、
Ｃｒ：約１１．５〜約１６．５、
Ｍｎ：約８．５〜約１４．５、及び
Ｖ：約１０．０〜約１６．０
とからなる、請求項８に記載の製品。
【請求項１１】
前記合金がパウダーである、請求項８に記載の製品。
【請求項１２】
製品を形成するパウダー供給原料が、鉄と、以下の元素（重量％）：
Ｃ：３．０，Ｃｒ：１２．０，Ｍｎ：１２．０，Ｖ：１５．０；
Ｃ：４．０、Ｃｒ：１６．０、Ｍｎ：１２．０、Ｖ：１５．０；
Ｃ：４．０、Ｃｒ：１６．０、Ｍｎ：１３．４、Ｖ：１５．１；
Ｃ：３．０、Ｃｒ：１２．１、Ｍｎ：９．８、Ｖ：１４．９；
Ｃ：３．８、Ｃｒ：１６．０、Ｍｎ：１３．７、Ｖ：１４．７；
Ｃ：２．８、Ｃｒ：１２．５、Ｍｎ：１０．４、Ｖ：１５．３；
Ｃ：３．９、Ｃｒ：１６．１、Ｍｎ：１４．０、Ｖ：１５．６；
Ｃ：２．９、Ｃｒ：１２．１、Ｍｎ：９．６、Ｖ：１４．４；
Ｃ：２．６、Ｃｒ：１１．９、Ｍｎ：１１．６、Ｖ：１０．０；又は
Ｃ：２．６、Ｃｒ：１１．９、Ｍｎ：８．５、Ｖ：１０．６
とからなる、請求項８に記載の製品。
【請求項１３】
請求項８に記載の製品がハードフェーシング層として適用されてなる、ドリルパイプ工具ジョイント、ドリルカラー、ダウンホール安定部、又は方向掘削アプリケーションにて使用される油田構成部。
【請求項１４】
材料を形成するか又は材料を形成するように構成される合金からなる製品であって、
前記材料が、
約１．５ｇ以下のＡＳＴＭ  Ｇ６５摩耗損失と、
約１．０３μ以下の相対透磁率と、
ＡＳＴＭ  Ｇ３１に準拠した、塩水における、約５ｍｐｙ以下の耐腐食性と
を有する、製品。
【請求項１５】
溶接のままのハードフェーシング層として形成された前記材料が、クラッキングを全く起こさない、請求項１４に記載の製品。
【請求項１６】
さらに、鉄と、以下の元素（重量％）：
Ｃ：約２．５〜約４．５、
Ｃｒ：約１１．５〜約１６．５、
Ｍｎ：約８．５〜約１４．５、及び
Ｖ：約１０．０〜約１６．０
とからなる、請求項１４に記載の製品。
【請求項１７】
パウダーである、請求項１４に記載の製品。
【請求項１８】
製品を形成するパウダー供給原料が、鉄と、以下の元素（重量％）：
Ｃ：３．０，Ｃｒ：１２．０，Ｍｎ：１２．０，Ｖ：１５．０；
Ｃ：４．０、Ｃｒ：１６．０、Ｍｎ：１２．０、Ｖ：１５．０；
Ｃ：４．０、Ｃｒ：１６．０、Ｍｎ：１３．４、Ｖ：１５．１；
Ｃ：３．０、Ｃｒ：１２．１、Ｍｎ：９．８、Ｖ：１４．９；
Ｃ：３．８、Ｃｒ：１６．０、Ｍｎ：１３．７、Ｖ：１４．７；
Ｃ：２．８、Ｃｒ：１２．５、Ｍｎ：１０．４、Ｖ：１５．３；
Ｃ：３．９、Ｃｒ：１６．１、Ｍｎ：１４．０、Ｖ：１５．６；
Ｃ：２．９、Ｃｒ：１２．１、Ｍｎ：９．６、Ｖ：１４．４；
Ｃ：２．６、Ｃｒ：１１．９、Ｍｎ：１１．６、Ｖ：１０．０；又は
Ｃ：２．６、Ｃｒ：１１．９、Ｍｎ：８．５、Ｖ：１０．６
とからなる、請求項１４に記載の製品。
【請求項１９】
請求項１４に記載の製品がハードフェーシング層として適用されてなる、ドリルパイプ工具ジョイント、ドリルカラー、ダウンホール安定部、又は方向掘削アプリケーションにて使用される油田構成部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［優先権主張出願の参考としての編入］
本出願と共に提出された出願データシートにて特定されている、外国又は国内の優先権を有するいかなる出願も、３７  ＣＦＲ  １．５７に基づいて、本明細書に参考として組み込まれている。
【０００２】
本開示は、一般に、通常の金属パウダー製造技術を用いて生産され、プラズマ移行式アーク及びレーザークラッディングハードフェーシング（硬化肉盛）プロセスのための効果的な供給原料として機能する、非磁性合金に関する。
【背景技術】
【０００３】
研磨摩耗は、表面を摩耗する砂、岩、又は他の極めて硬いメディアを伴うアプリケーションにおけるオペレーターにとって、重大な懸念である。重篤な研磨摩耗が見られるアプリケーションでは、典型的には、ハードフェーシングコーティングとして高硬度を有する材料が利用されている。ハードフェーシング材料は、典型的には、研磨に耐え、材料の塊状硬度を上昇させる硬質の析出物としての炭化物及び／又はホウ化物を含んでいる。
【０００４】
特定の炭化物は他の炭化物よりも非常に硬質であることが、冶金家には周知である。さらに、最も硬質の炭化物及びホウ化物はまた、潜在的な製造プロセスの間に、液状合金において上昇した温度にて形成される傾向があることも、周知である。パウダー製造の場合、高温の炭化物及び／又はホウ化物は、液状合金から析出して噴霧ノズルに堆積し、この堆積物は製造プロセス間に複雑な事態を招くので、望ましくない。よって、このようなタイプの合金は、このプロセスには不適合である。
【０００５】
掘削部品の形成に用いるための非磁性合金に関して、数多くの開示がある。米国特許第４９１９７２８号明細書では、非磁性掘削ストリング部品を製造する方法が詳述されている。米国特許公開第２００５／００４７９５２号明細書には、非磁性の耐腐食性高強度鋼が記載されている。これらの明細書は、その全文がここに参考として組み込まれている。これらの明細書には、透磁率が１．０１未満であるとの記載がある。記載された組成には、最大０．１５重量％の炭素及び１重量％のケイ素が含まれており、ホウ素は含まれていない。前記硬質粒子形成要素が低レベルで存在しないことから、これらの合金は、たとえ硬質粒子を析出するとしても、充分には析出しないであろうことが示唆される。さらに、高い摩耗環境に対する不充分な耐摩耗性及び硬度が提供されることが予期される。
【０００６】
また、米国特許第４９１９７２８号明細書には、炭素レベルが０．２５重量％未満の合金が記載されており、一方、米国特許公開第２００５／００４７９５２号明細書には、炭素レベルが０．１重量％未満のものが詳述されている。前記ホウ素が含まれていないことと併せて、このような炭素レベルにより、ハードバンディング（硬化結束）に耐摩耗性を与える硬質粒子が殆ど形成され得ない。
【０００７】
米国特許第４９１９７２８号明細書には、さらに、ある特定の特性を達成するための、種々の温度での冷間加工方法が開示されている。しかしながら、冷間加工は、ハードフェーシング等のコーティングアプリケーションにおいては不可能である。パーツのサイズ及び形状には、工具ジョイント等の特別なパーツを均一に冷間加工するための現在未知の方法と同様に、過剰な変形荷重が必要とされるであろう。
【０００８】
米国特許公開第２０１０／０００９０８９号明細書は、その全文がここに参考として組み込まれており、この明細書には、非磁性特性が必要とされる高摩耗アプリケーションに適合するコーティングのための非磁性合金が詳述されている。この明細書に挙げられている合金は、ニッケル系で、溶接の間に、３０重量％〜６０重量％の量で融解溶接材料に注入される、予め形成されたタングステン炭化物硬質球状粒子を有するものである。
【０００９】
米国特許公開第２０１４／０１０５７８０号明細書及び米国特許公開第２０１５／０２７５３４１号明細書は、各々その全文がここに参考として組み込まれており、これらの明細書には、非磁性特性が必要とされる高摩耗アプリケーションのための非磁性コーティングが詳述されている。しかしながら、これらの合金を、パウダー噴霧プロセスを用いて製造することはできない。
【００１０】
オイル及びガス掘削ハードフェーシングアプリケーションにおける摩耗メカニズムと争うための合金溶液に関する開示は、これらに限定されないが、米国特許第４２７７１０８号明細書、米国特許第４６６６７９７号明細書、米国特許第６１１７４９３号明細書、米国特許第６３２６５８２号明細書、米国特許第６５８２１２６号明細書、米国特許第７２１９７２７号明細書に含まれており、米国特許公開第２００２／００５４９７２号明細書、米国特許公開第２０１１／０２２０４１５号明細書、及び米国特許公開第２０１１／０００４０６９号明細書には、ドリルステム組み立て部品のための超低摩擦コーティングが開示されている。米国特許第６３７５８９５号明細書、米国特許第７３６１４１１号明細書、米国特許第７５６９２８６号明細書、米国特許公開第２００４／０２０６７２６号明細書、米国特許公開第２００８／０２４１５８４号明細書、及び米国特許公開第２０１１／０１００７２０号明細書には、摩耗メカニズムと争うための硬質合金の使用が開示されている。本段落に挙げられたこれらの明細書は、各々その全文がここに参考として組み込まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許第４９１９７２８号明細書
【特許文献２】米国特許公開第２００５／００４７９５２号明細書
【特許文献３】米国特許公開第２０１０／０００９０８９号明細書
【特許文献４】米国特許公開第２０１４／０１０５７８０号明細書
【特許文献５】米国特許公開第２０１５／０２７５３４１号明細書
【特許文献６】米国特許第４２７７１０８号明細書
【特許文献７】米国特許第４６６６７９７号明細書
【特許文献８】米国特許第６１１７４９３号明細書
【特許文献９】米国特許第６３２６５８２号明細書
【特許文献１０】米国特許第６５８２１２６号明細書
【特許文献１１】米国特許第７２１９７２７号明細書
【特許文献１２】米国特許公開第２００２／００５４９７２号明細書
【特許文献１３】米国特許公開第２０１１／０２２０４１５号明細書
【特許文献１４】米国特許公開第２０１１／０００４０６９号明細書
【特許文献１５】米国特許第６３７５８９５号明細書
【特許文献１６】米国特許第７３６１４１１号明細書
【特許文献１７】米国特許第７５６９２８６号明細書
【特許文献１８】米国特許公開第２００４／０２０６７２６号明細書
【特許文献１９】米国特許公開第２００８／０２４１５８４号明細書
【特許文献２０】米国特許公開第２０１１／０１００７２０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
したがって、非磁性特性が必要とされる高摩耗アプリケーションに適合する新規合金を、金属パウダー製造技術を利用して生産し、該合金を適用した製品を得ることが必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る実施態様は、これらに限定されないが、ハードフェーシング材料、このようなハードフェーシング材料を製造するために用いられる合金又はパウダー組成物、該ハードフェーシング材料を製造する方法、及びこれらのハードフェーシング材料を組み込んでいるか又はこれらの材料によって保護される成分もしくは基材を含む。
【００１４】
ここに開示されているのは、材料を形成するか又は材料を形成するように構成される合金からなる製品の実施態様であり、前記材料が、ＦＣＣ−ＢＣＣ遷移温度が約９５０Ｋ以下のマトリクスと、ビッカース硬さが約１０００以上の極めて硬質な粒子とを含み、前記極めて硬質な粒子が、約５モル％よりも大きい極硬質粒子画分と、約２００Ｋ以下の極硬質粒子融解幅とを有する。
【００１５】
いくつかの実施態様においては、前記マトリクスが、少なくとも約７モル％のクロムを含むことができる。いくつかの実施態様においては、前記材料が、前記マトリクスにおける、少なくとも約９０％の体積分率オーステナイトと、約５体積％以上の極めて硬質な粒子の画分と、約１．５ｇ以下のＡＳＴＭ  Ｇ６５摩耗損失と、約１．０３μ以下の相対透磁率と、ＡＳＴＭ  Ｇ３１に準拠した、塩水における、約５ｍｐｙ以下の耐腐食性とを有することができ、前記マトリクスが、該マトリクスの形成温度を超える約２００Ｋよりも高い温度で形成され始める極めて硬質な粒子を１つも含まない。
【００１６】
いくつかの実施態様においては、前記製品がさらに、重量％基準で、Ｆｅと、以下の元素、すなわち、Ｃ：約１．８〜約６、Ｃｒ：約０〜約２４．７、Ｍｎ：約０〜約１８、Ｖ：約６〜約２０、Ｍｏ：約０〜約４、Ｗ：約０〜約５．２、Ｔｉ：約０〜約１、Ｎｂ：約０〜約１、及びＮｉ：約０〜約１４とからなる。
【００１７】
いくつかの実施態様においては、前記製品はパウダーであり得る。ここに開示されているのは、本開示における製品がハードフェーシング層として適用されてなるドリルパイプ工具ジョイントの実施態様である。ここに開示されているのは、本開示における製品がハードフェーシング層として適用されてなるドリルカラーの実施態様である。ここに開示されているのは、本開示における製品がハードフェーシング層として適用されてなるダウンホール安定部の実施態様である。ここに開示されているのは、本開示における製品がハードフェーシング層として適用されてなる、方向掘削アプリケーションにて使用される油田構成部の実施態様である。
【００１８】
いくつかの実施態様においては、前記製品が、重量％基準で、Ｆｅと、以下の元素、すなわち、Ｃ：約２．５〜約４．５、Ｃｒ：約１１．５〜約１６．５、Ｍｎ：約８．５〜約１４．５、及びＶ：約１０．０〜約１６．０とからなり得る。いくつかの実施態様においては、前記製品が、重量％基準で、Ｆｅと、以下の元素、すなわち、
Ｃ：３．０，Ｃｒ：１２．０，Ｍｎ：１２．０，Ｖ：１５．０；
Ｃ：４．０、Ｃｒ：１６．０、Ｍｎ：１２．０、Ｖ：１５．０；
Ｃ：４．０、Ｃｒ：１６．０、Ｍｎ：１３．４、Ｖ：１５．１；
Ｃ：３．０、Ｃｒ：１２．１、Ｍｎ：９．８、Ｖ：１４．９；
Ｃ：３．８、Ｃｒ：１６．０、Ｍｎ：１３．７、Ｖ：１４．７；
Ｃ：２．８、Ｃｒ：１２．５、Ｍｎ：１０．４、Ｖ：１５．３；
Ｃ：３．９、Ｃｒ：１６．１、Ｍｎ：１４．０、Ｖ：１５．６；
Ｃ：２．９、Ｃｒ：１２．１、Ｍｎ：９．６、Ｖ：１４．４；
Ｃ：２．６、Ｃｒ：１１．９、Ｍｎ：１１．６、Ｖ：１０．０；又は
Ｃ：２．６、Ｃｒ：１１．９、Ｍｎ：８．５、Ｖ：１０．６
とからなり得る。
【００１９】
ここに開示されているのは、材料を形成するか又は材料を形成するように構成される合金からなる製品の実施態様であり、前記材料が、少なくとも約９０％の体積分率オーステナイトからなるマトリクスと、ビッカース硬さが約１０００以上で、約５体積％以上の画分を有する極めて硬質な粒子とを含み、前記マトリクスが、該マトリクスの形成温度を超える約２００Ｋよりも高い温度で形成され始める極めて硬質な粒子を１つも含まない。
【００２０】
いくつかの実施態様においては、前記マトリクスが、少なくとも約７重量％のクロムを含むことができる。いくつかの実施態様においては、前記製品が、重量％基準で、Ｆｅと、以下の元素、すなわち、Ｃ：約１．８〜約６、Ｃｒ：約０〜約２４．７、Ｍｎ：約０〜約１８、Ｖ：約６〜約２０、Ｍｏ：約０〜約４、Ｗ：約０〜約５．２、Ｔｉ：約０〜約１、Ｎｂ：約０〜約１、及びＮｉ：約０〜約１４とからなり得る。
【００２１】
いくつかの実施態様においては、前記製品はパウダーであり得る。ここに開示されているのは、本開示における製品がハードフェーシング層として適用されてなるドリルパイプ工具ジョイントの実施態様である。ここに開示されているのは、本開示における製品がハードフェーシング層として適用されてなるドリルカラーの実施態様である。ここに開示されているのは、本開示における製品がハードフェーシング層として適用されてなるダウンホール安定部の実施態様である。ここに開示されているのは、本開示における製品がハードフェーシング層として適用されてなる、方向掘削アプリケーションにて使用される油田構成部の実施態様である。
【００２２】
いくつかの実施態様においては、前記製品が、重量％基準で、Ｆｅと、以下の元素、すなわち、Ｃ：約２．５〜約４．５、Ｃｒ：約１１．５〜約１６．５、Ｍｎ：約８．５〜約１４．５、及びＶ：約１０．０〜約１６．０とからなり得る。いくつかの実施態様においては、前記製品が、重量％基準で、Ｆｅと、以下の元素、すなわち、
Ｃ：３．０，Ｃｒ：１２．０，Ｍｎ：１２．０，Ｖ：１５．０；
Ｃ：４．０、Ｃｒ：１６．０、Ｍｎ：１２．０、Ｖ：１５．０；
Ｃ：４．０、Ｃｒ：１６．０、Ｍｎ：１３．４、Ｖ：１５．１；
Ｃ：３．０、Ｃｒ：１２．１、Ｍｎ：９．８、Ｖ：１４．９；
Ｃ：３．８、Ｃｒ：１６．０、Ｍｎ：１３．７、Ｖ：１４．７；
Ｃ：２．８、Ｃｒ：１２．５、Ｍｎ：１０．４、Ｖ：１５．３；
Ｃ：３．９、Ｃｒ：１６．１、Ｍｎ：１４．０、Ｖ：１５．６；
Ｃ：２．９、Ｃｒ：１２．１、Ｍｎ：９．６、Ｖ：１４．４；
Ｃ：２．６、Ｃｒ：１１．９、Ｍｎ：１１．６、Ｖ：１０．０；又は
Ｃ：２．６、Ｃｒ：１１．９、Ｍｎ：８．５、Ｖ：１０．６
とからなる。
【００２３】
ここに開示されているのは、材料を形成するか又は材料を形成するように構成される合金からなる製品の実施態様であり、前記材料が、約１．５ｇ以下のＡＳＴＭ  Ｇ６５摩耗損失と、約１．０３μ以下の相対透磁率と、ＡＳＴＭ  Ｇ３１に準拠した、塩水における、約５ｍｐｙ以下の耐腐食性とを有する。
【００２４】
いくつかの実施態様においては、前記材料が、クラッキングを全く起こさない溶接のままのハードフェーシング層として形成され得る。
【００２５】
いくつかの実施態様においては、前記製品がさらに、重量％基準で、Ｆｅと、以下の元素、すなわち、Ｃ：約１．８〜約６、Ｃｒ：約０〜約２４．７、Ｍｎ：約０〜約１８、Ｖ：約６〜約２０、Ｍｏ：約０〜約４、Ｗ：約０〜約５．２、Ｔｉ：約０〜約１、Ｎｂ：約０〜約１、及びＮｉ：約０〜約１４とからなり得る。
【００２６】
いくつかの実施態様においては、前記製品はパウダーであり得る。ここに開示されているのは、本開示における製品がハードフェーシング層として適用されてなるドリルパイプ工具ジョイントの実施態様である。ここに開示されているのは、本開示における製品がハードフェーシング層として適用されてなるドリルカラーの実施態様である。ここに開示されているのは、本開示における製品がハードフェーシング層として適用されてなるダウンホール安定部の実施態様である。ここに開示されているのは、本開示における製品がハードフェーシング層として適用されてなる、方向掘削アプリケーションにて使用される油田構成部の実施態様である。
【００２７】
いくつかの実施態様においては、前記製品が、重量％基準で、Ｆｅと、以下の元素、すなわち、Ｃ：約２．５〜約４．５、Ｃｒ：約１１．５〜約１６．５、Ｍｎ：約８．５〜約１４．５、及びＶ：約１０．０〜約１６．０とからなり得る。いくつかの実施態様においては、前記製品が、重量％基準で、Ｆｅと、以下の元素、すなわち、
Ｃ：３．０，Ｃｒ：１２．０，Ｍｎ：１２．０，Ｖ：１５．０；
Ｃ：４．０、Ｃｒ：１６．０、Ｍｎ：１２．０、Ｖ：１５．０；
Ｃ：４．０、Ｃｒ：１６．０、Ｍｎ：１３．４、Ｖ：１５．１；
Ｃ：３．０、Ｃｒ：１２．１、Ｍｎ：９．８、Ｖ：１４．９；
Ｃ：３．８、Ｃｒ：１６．０、Ｍｎ：１３．７、Ｖ：１４．７；
Ｃ：２．８、Ｃｒ：１２．５、Ｍｎ：１０．４、Ｖ：１５．３；
Ｃ：３．９、Ｃｒ：１６．１、Ｍｎ：１４．０、Ｖ：１５．６；
Ｃ：２．９、Ｃｒ：１２．１、Ｍｎ：９．６、Ｖ：１４．４；
Ｃ：２．６、Ｃｒ：１１．９、Ｍｎ：１１．６、Ｖ：１０．０；又は
Ｃ：２．６、Ｃｒ：１１．９、Ｍｎ：８．５、Ｖ：１０．６
とからなり得る。
【００２８】
ここに開示されているのは、本開示における製品がハードフェーシング層として適用されてなる、ドリルパイプ工具ジョイント、ドリルカラー、ダウンホール安定部、又は方向掘削アプリケーションにて使用される油田構成部の実施態様である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、Ｆｅ：５８、Ｃ：３、Ｃｒ：１２、Ｍｎ：１２、及びＶ：１５の組成を有する、本開示の合金の実施態様の平衡凝固図例である。
【図２】図２は、米国特許公開第２０１５／０２７５３４１号明細書に記載の合金１の平衡凝固図である。
【図３】図３は、Ｆｅ：５８、Ｃ：３、Ｃｒ：１２、Ｍｎ：１２、及びＶ：１５の組成を有する、本開示の合金の実施態様の微細構造である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本開示における実施態様は、一般に、合金及びその設計プロセスに関し、該合金は、ハードフェーシングプロセスにおいてハードフェーシング合金として使用された際に、オーステナイト系を維持しながら、極めて硬質な炭化物及びホウ化物を形成する。ハードフェーシング合金は、一般に、種々の摩耗メカニズム：摩耗、衝撃、浸食、ガウジング等への耐性を有する硬質層を製造することを目的として、基材上に堆積させた材料の分類をいう。本開示の実施態様は、ハードフェーシング層と、ここに開示されている合金で形成されたハードフェーシング層にて保護されている成分とに関することができる。さらに、前記合金は、ガス噴霧、真空噴霧、及び金属をパウダーにするために用いられるプロセスのような通常のパウダー製造技術において使用され得る。
【００３１】
ここに開示のとおり、「合金」という用語は、開示のパウダーを形成する化学組成物、パウダーそのもの、並びにパウダーの加熱及び／又は堆積によって形成される金属成分の組成物をいうことができる。
【００３２】
特に、いくつかの実施態様においては、極めて硬質な炭化物及びホウ化物を比較的低温で形成するが、非磁性オーステナイト系マトリクスも形成する合金を同定するために、コンピューターによる冶金が使用される。
【００３３】
開示された合金の実施態様は、研磨摩耗アプリケーション、例えば、方向ボア等の原油又は天然ガス田における探査井戸等、において使用することができる。また、透磁率が約１．０２未満又は可能であれば１．０１未満（掘削ストリング部品に関する「ＡＰＩ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ７」、その全文がここに参考として組み込まれている）でさえある材料からなるべき掘削ステムを含む掘削ストリング部品に、開示された合金を組み入れることは、試錐孔の正確な位置を追い、その計画された進路からの逸脱を確認して訂正することができるようにするためには、有利である。
【００３４】
＜金属合金組成＞
いくつかの実施態様においては、前記合金は、Ｆｅと共に配合された特定の組成（重量％基準）によって表され得る。表１に記載の合金は、コンピューターによる冶金を用いて同定されたものであり、実験的な製造に成功している。
【００３５】
【表１】
2018532881.tif 000003
【００３６】
いくつかの実施態様においては、前記合金は、少なくとも部分的に、開示の熱力学的パラメータに合致し、オーステナイト系マトリクスを形成する傾向がある、表２及び表３に示す組成に基づく組成範囲（重量％）によって表され得る。
Ｆｅ：残部
Ｃ：１．８〜６（又は、約１．８〜約６）
Ｃｒ：０〜２４．７（又は、約０〜約２４．７）
Ｍｎ：０〜１８（又は、約０〜約１８）
Ｖ：６〜２０（又は、約６〜約２０）
Ｍｏ：０〜４（又は、約０〜約４）
Ｗ：０〜５．２（又は、約０〜約５．２）
Ｔｉ：０〜１（又は、約０〜約１）
Ｎｂ：０〜１（又は、約０〜約１）
Ｎｉ：０〜１４（又は、約０〜約１４）
【００３７】
いくつかの実施態様においては、前記合金は、以下の組成範囲（重量％）によって表され得る。
Ｆｅ：残部
Ｃ：２．５〜４（又は、約２．５〜約４）
Ｃｒ：１０．８〜１６（又は、約１０．８〜約１６）
Ｍｎ：９．５〜１４（又は、約９．５〜約１４）
Ｖ：１３．５〜１５（又は、約１３．５〜約１５）
【００３８】
いくつかの実施態様においては、前記合金は、以下の組成範囲（重量％）によって表され得る。
Ｃ：２．５〜４．５（又は、約２．５〜約４．５）
Ｃｒ：１１．５〜１６．５（又は、約１１．５〜約１６．５）
Ｍｎ：８．５〜１４．５（又は、約８．５〜約１４．５）
Ｖ：１０．０〜１６．０（又は、約１０．０〜約１６．０）
【００３９】
【表２】
2018532881.tif 000004
【００４０】
【表３】
2018532881.tif 000005
【００４１】
前記複数の段落で記載の全ての組成において定義されるＦｅ含量は、前記のとおり、組成の残部であればよいか、又はその代わりに、該組成の残部は、Ｆｅ及び他の元素からなればよい。いくつかの実施態様においては、該残部は、本質的にＦｅからなればよく、付随的な混じり物を含んでいてもよい。
【００４２】
＜熱力学的基準＞
いくつかの実施態様においては、前記合金は、その特性、性能、及び製造性を正確に予測するために用いられる１つ又はそれ以上の熱力学的基準によって充分に定義され得る。Ｆｅ：５８、Ｃ：３、Ｃｒ：１２、Ｍｎ：１２、及びＶ：１５の組成を有する合金について、これらの熱力学的基準を図１に示す。
【００４３】
第１の熱力学的基準は、合金における鉄マトリクスのＦＣＣ−ＢＣＣ遷移温度に関する。該ＦＣＣ−ＢＣＣ遷移温度［１０１］は、ＦＣＣ相（オーステナイト）のモル分率が温度低下と共に低下し始め、ＢＣＣ相（フェライト）のモル分率が今や０モル％よりも高いときの温度と定義される。該ＦＣＣ−ＢＣＣ遷移温度は、合金のマトリクスの最終相の指標である。
【００４４】
いくつかの実施態様においては、ＦＣＣ−ＢＣＣ遷移温度は、９５０Ｋ以下（又は、約９５０Ｋ以下）であり得る。いくつかの実施態様においては、ＦＣＣ−ＢＣＣ遷移温度は、９００Ｋ以下（又は、約９００Ｋ以下）であり得る。いくつかの実施態様においては、ＦＣＣ−ＢＣＣ遷移温度は、８５０Ｋ以下（又は、約８５０Ｋ以下）であり得る。
【００４５】
第２の熱力学的基準は、微細構造における極めて硬質な粒子の総濃度に関する。該極めて硬質な粒子は、炭化物、ホウ化物、又はホウ炭化物として定義され得る。該極めて硬質な粒子のモル分率［１０２］が上昇すると、合金の塊状硬度が上昇する。よって、耐摩耗性もまた向上するであろうし、これはハードフェーシングアプリケーションにとって有利であり得る。本開示の目的のために、極めて硬質な粒子は、ビッカース硬さが１０００（又は、約１０００）以上の相と定義される。極めて硬質な粒子の総濃度は、合金において１３００Ｋ（又は、約１３００Ｋ）で熱力学的に安定な、ビッカース硬さが１０００（又は、約１０００）であるかもしくはこれを超える全ての相の総モル％として定義される。
【００４６】
いくつかの実施態様においては、硬質粒子画分は、５モル％（又は、約５モル％）以上であり得る。いくつかの実施態様においては、硬質粒子画分は、１０モル％（又は、約１０モル％）以上であり得る。いくつかの実施態様においては、硬質粒子画分は、１５モル％（又は、約１５モル％）以上であり得る。
【００４７】
第３の熱力学的基準は、１００％の液体状態からの、凝固プロセスの間の極めて硬質な粒子の形成温度に関する。該極めて硬質な粒子は、上昇した温度で液体から析出し、これによって、これらに限定されないが、パウダー詰まり、粘度上昇、所望のパウダーサイズでの低収率、及び不適切な粒子形状を含む種々の問題が、パウダー製造プロセスにおいて生じる。このように、極めて硬質な粒子の形成温度を低下させることは、パウダー製造目的にとって有利であり得る。
【００４８】
前記極めて硬質な粒子の形成温度は、合金において硬質相が熱力学的に存在する最も高い温度として定義される。この温度は、鉄マトリクス相の形成温度と対比され、融解幅の算出に用いられる。該融解幅［１０３］は、単に、該極めて硬質な粒子の形成温度から該マトリクスの形成温度を減じたものとして定義される。該融解幅を最小化することは、パウダー製造プロセスにとって有利であり得る。
【００４９】
いくつかの実施態様においては、融解幅は、２００Ｋ（又は、約２００Ｋ）以下であり得る。いくつかの実施態様においては、融解幅は、１５０Ｋ（又は、約１５０Ｋ）以下であり得る。いくつかの実施態様においては、融解幅は、１００Ｋ（又は、約１００Ｋ）以下であり得る。
【００５０】
米国特許公開第２０１５／０２７５３４１号明細書に記載の合金について、熱力学的相図を図２に示す。図２に示すように、該合金の融解幅［２０１］は、本開示の融解幅の熱力学的基準よりも非常に大きい。このように、該合金をパウダー噴霧プロセスにおいて用いることは困難であるかも知れない。
【００５１】
いくつかの実施態様においては、錆の発生を回避するためには、向上した耐腐食性を合金に付与することが有利であり得る。このような実施態様においては、さらなる熱力学的基準が利用され得る。該基準は、１３００Ｋ（又は、約１３００Ｋ）での、Ｆｅ系マトリクス相におけるクロム含量である。この基準を「マトリクスクロム含量」と称する。いくつかの実施態様においては、該マトリクスクロム含量は、７モル％（又は、約７モル％）以上であり得る。いくつかの実施態様においては、該マトリクスクロム含量は、１０モル％（又は、約１０モル％）以上であり得る。いくつかの実施態様においては、該マトリクスクロム含量は、１２モル％（又は、約１２モル％）以上であり得る。
【００５２】
以下の表４に、前記熱力学的基準のいくつか又は全てを満足する、本開示の異なる組成例を多数示す。表４に示すように、組成（重量％）は、Ｃ：２〜４、Ｃｒ：７〜１６．６、Ｆｅ：３７〜７１．８、Ｍｎ：０〜１８、Ｍｏ：０〜１０、Ｎｉ：０〜１４、Ｖ：８〜２０、Ｗ：０〜１０であり、熱力学的特性は、ＦＣＣ−ＢＣＣ遷移温度（カラムＡ）：７００Ｋ〜９５０Ｋ、マトリクスクロム含量（カラムＢ）：７．０モル％〜１７．０モル％、硬質相（カラムＣ）：５．３モル％〜３４．８モル％、及び硬質相の融解幅（カラムＤ）：−５０Ｋ〜２００Ｋである。
【００５３】
【表４】
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【表５】
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【表６】
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【表７】
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【表８】
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【表９】
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【表１０】
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【表１１】
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【表１２】
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【表１３】
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【表１４】
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【表１５】
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【表１６】
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【表１７】
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【表１８】
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【表１９】
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【表２０】
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【表２１】
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【表２２】
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【表２３】
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【表２４】
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【表２５】
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【表２６】
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【表２７】
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【表２８】
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【表２９】
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【表３０】
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【表３１】
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【表３２】
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【表３３】
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【表３４】
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【表３５】
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【表３６】
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【表３７】
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【表３８】
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【表３９】
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【表４０】
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【表４１】
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【表４２】
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【表４３】
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【表４４】
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【表４５】
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【表４６】
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【表４７】
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【表４８】
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【表４９】
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【表５０】
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【表５１】
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【表５２】
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【表５３】
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【表５４】
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【表５５】
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【表５６】
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【表５７】
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【表５８】
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【表５９】
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【表６０】
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【表６１】
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【表６２】
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【表６３】
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【表６４】
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【表６５】
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【表６６】
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【表６７】
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【表６８】
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【表６９】
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【表７０】
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【表７１】
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【表７２】
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【表７３】
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【表７４】
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【表７５】
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【表７６】
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【表７７】
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【表７８】
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【表７９】
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【表８０】
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【表８１】
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【表８２】
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【表８３】
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【表８４】
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【表８５】
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【表８６】
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【表８７】
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【表８８】
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【表８９】
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【表９０】
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【表９１】
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【表９２】
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【表９３】
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【表９４】
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【表９５】
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【表９６】
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【表９７】
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【表９８】
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【表９９】
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【表１００】
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【表１０１】
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【表１０２】
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【表１０３】
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【表１０４】
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【表１０５】
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【表１０６】
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【表１０７】
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【表１０８】
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【表１０９】
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【表１１０】
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【表１１１】
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【表１１２】
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【表１１３】
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【表１１４】
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【表１１５】
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【表１１６】
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【表１１７】
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【表１１８】
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【表１１９】
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【表１２０】
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【表１２１】
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【００５４】
＜微細構造的基準＞
いくつかの実施態様においては、前記合金は、自身が有する微細構造的基準の１つ又はそれ以上によって説明され得る。熱力学的材料として説明された概念と同様に、耐摩耗性を向上させるためには、高画分の極めて硬質な粒子を備えるＦＣＣ（オーステナイト）Ｆｅ系マトリクス相を有することが望ましい。これらの微細構造的基準を図３に示す。
【００５５】
第１の微細構造的基準は、大部分はオーステナイト系の、鉄又は鋼の非磁性形状であるＦｅ系マトリクス相［３０１］に関する。フェライト及びマルテンサイトは、この合金スペースにおけるマトリクス相の、最も通常で類似した２つの形状である。これらは共に、高い磁性を示し、ハードフェーシング合金が充分な量で存在したとしても、該ハードフェーシング合金が磁性性能の要求を満足してしまうことを回避させるであろう。いくつかの実施態様においては、該マトリクスは、少なくとも９０％の体積分率オーステナイト（又は、少なくとも約９０体積％のオーステナイト）であり得る。いくつかの実施態様においては、該マトリクスは、少なくとも９５％の体積分率オーステナイト（又は、少なくとも約９５体積％のオーステナイト）であり得る。いくつかの実施態様においては、該マトリクスは、少なくとも９９％の体積分率オーステナイト（又は、少なくとも約９９体積％のオーステナイト）であり得る。
【００５６】
第２の微細構造的基準は、極めて硬質な粒子の総測定体積分率［３０２］に関する。いくつかの実施態様においては、前記合金は、少なくとも５体積％（又は、少なくと約５体積％）の極めて硬質な粒子を保有し得る。いくつかの実施態様においては、前記合金は、１０体積％（又は、少なくと約１０体積％）の極めて硬質な粒子を保有し得る。いくつかの実施態様においては、前記合金は、１５体積％（又は、少なくと約１５体積％）の極めて硬質な粒子を保有し得る。
【００５７】
いくつかの実施態様においては、向上した耐腐食性を合金に付与することが有利であり得る。耐腐食性を向上させるためには、マトリクス中に高重量％のクロムを存在させなければならないことが既知である。例えば、マトリクスにおけるクロム［３０３］の重量％を決定するために、エネルギー分散型分光計を用いることができる。いくつかの実施態様においては、マトリクスにおけるクロム含量は、７重量％（又は、約７重量％）以上であり得る。いくつかの実施態様においては、マトリクスにおけるクロム含量は、１０重量％（又は、約１０重量％）以上であり得る。いくつかの実施態様においては、マトリクスにおけるクロム含量は、１２重量％（又は、約１２重量％）以上であり得る。
【００５８】
＜性能基準＞
いくつかの実施態様においては、前記合金は、１つ又はそれ以上の有利な性能特徴に対する合致によって説明され得る。ハードフェーシング合金の摩耗抵抗は、通常、ＡＳＴＭ  Ｇ６５乾燥砂摩耗試験によって特徴付けられ、これは、その全文がここに参考として組み込まれている。製造性は、通常、製造プロセスの間に生産された、所望のパウダーサイズでの収率によって特徴付けられる。合金が非磁性であるかを決定するために、通常、材料を特徴付ける透磁率試験が用いられる。材料の耐腐食性は、通常、ＡＳＴＭ  Ｇ３１標準を用いて特徴付けられ、これは、その全文がここに参考として組み込まれている。材料の耐クラック性は、通常、ＡＳＴＭ  Ｅ１４１７標準を用いて特徴付けられ、これは、その全文がここに参考として組み込まれている。
【００５９】
いくつかの実施態様においては、前記ハードフェーシング合金層は、ＡＳＴＭ  Ｇ６５摩耗損失が１．５ｇ未満（又は、約１．５ｇ未満）であり得る。いくつかの実施態様においては、前記ハードフェーシング合金層は、ＡＳＴＭ  Ｇ６５摩耗損失が１．２５ｇ未満（又は、約１．２５ｇ未満）であり得る。いくつかの実施態様においては、前記ハードフェーシング合金層は、ＡＳＴＭ  Ｇ６５摩耗損失が１．１ｇ未満（又は、約１．１ｇ未満）であり得る。
【００６０】
いくつかの実施態様においては、前記ハードフェーシング合金は、相対透磁率が１．０３μ以下（又は、約１．０３μ以下）であり得る。いくつかの実施態様においては、前記ハードフェーシング合金は、相対透磁率が１．０２μ以下（又は、約１．０２μ以下）であり得る。いくつかの実施態様においては、前記ハードフェーシング合金は、相対透磁率が１．０１μ以下（又は、約１．０１μ以下）であり得る。
【００６１】
いくつかの実施態様においては、前記合金は、１平方インチの溶接のままのハードフェーシングあたり、２インチ以下（又は、約２インチ以下）の横方向のクラッキングを呈し得る。いくつかの実施態様においては、前記合金は、１平方インチの溶接のままのハードフェーシングあたり、１．５インチ以下（又は、約１．５インチ以下）の横方向のクラッキングを呈し得る。いくつかの実施態様においては、前記合金は、１平方インチの溶接のままのハードフェーシングあたり、１インチ以下（又は、約１インチ以下）の横方向のクラッキングを呈し得る。
【００６２】
いくつかの実施態様においては、前記合金は、ＡＳＴＭ  Ｇ３１に準拠した、塩水における耐腐食性が５ｍｐｙ以下（又は、約５ｍｐｙ以下）であり得る。いくつかの実施態様においては、前記合金は、ＡＳＴＭ  Ｇ３１に準拠した、塩水における耐腐食性が３ｍｐｙ以下（又は、約３ｍｐｙ以下）であり得る。いくつかの実施態様においては、前記合金は、ＡＳＴＭ  Ｇ３１に準拠した、塩水における耐腐食性が１ｍｐｙ以下（又は、約１ｍｐｙ以下）であり得る。
【００６３】
さらに、塊状製品の生産又は基材へのコーティングの適用における中間工程として、合金からパウダーを製造することは、しばしば有利である。パウダーは、微粒子化又は他の製造方法によって製造され得る。特別な合金のためのこのようなプロセスの実現可能性は、しばしば、合金の凝固作用と、そして熱力学的特徴とに応じる。
【００６４】
プラズマ移行アーク法（ＰＴＡ）、高速酸素燃料法（ＨＶＯＦ）、レーザー溶接、及び他のパウダー冶金プロセス等のプロセス用のパウダーを重大視するうえで、該パウダーを、高収率で、前記のごとき特定のサイズ範囲で製造し得ることが利点である。前記製造プロセスには、合金の融解物を形成すること、ノズルに該融解物を押し込み、材料のスチームを形成すること、及び、調製された融解物のスチームに水又は空気をスプレーし、凝固させてパウダー形状にすることが含まれ得る。該パウダーはその後、特定のサイズ必要条件に合致しない何らかの粒子を除去するために、篩にかけられる。
【００６５】
開示された合金の実施態様により、このようなプロセスで用いられるべきパウダーが、高収率で製造され得る。一方、他の一般的な耐摩耗性材料といった多くの合金は、パウダーへと微粒子化された際には、その熱力学的特性等の特性に起因して、低収率でしか得られないであろう。したがって、これらはパウダー製造に適していない。
【００６６】
いくつかの実施態様においては、ハードフェーシング合金は、５０％（又は、約５０％）もしくはそれ以上の収率で、５３μｍ〜１８０μｍ（又は、約５３μｍ〜約１８０μｍ）のパウダーサイズ分布のパウダーへと製造され得る。いくつかの実施態様においては、ハードフェーシング合金は、６０％（又は、約６０％）もしくはそれ以上の収率で、５３μｍ〜１８０μｍ（又は、約５３μｍ〜約１８０μｍ）のパウダーサイズ分布のパウダーへと製造され得る。いくつかの実施態様においては、ハードフェーシング合金は、７０％（又は、約７０％）もしくはそれ以上の収率で、５３μｍ〜１８０μｍ（又は、約５３μｍ〜約１８０μｍ）のパウダーサイズ分布のパウダーへと製造され得る。
【実施例】
【００６７】
以下の実施例は本開示の実例であるが、本開示はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００６８】
＜実施例１＞
表１に挙げた合金３〜８を、プラズマ移行アーク溶接及びレーザークラッディングのための供給原料として用いることを目的として、商業的噴霧プロセスによって、５３μｍ〜１８０μｍのサイズに上手く生産した。合金１及び２は、表１に挙げた製造したパウダーについての名目上の組成である。ハードフェーシング層の形成のために、これらのパウダーを、表５に示すパラメータにてプラズマ移行アーク溶接プロセスに用いた。
【００６９】
【表１２２】
2018532881.tif 000124
【００７０】
製造したパウダーを、本開示における熱力学的基準にしたがって特徴付けた。各合金についての熱力学的特性の結果を表６に示す。
【００７１】
【表１２３】
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【００７２】
前記ハードフェーシング層を断面が分かるように切断し、その微細構造を、本開示における微細構造的基準にしたがって特徴付けた。各合金についての微細構造的特性の結果を表７に示す。
【００７３】
【表１２４】
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【００７４】
さらに、各ハードフェーシング層を、本開示における性能基準にしたがって特徴付けた。熱力学的基準に合致している製造した合金の１００％が、微細構造的基準に合致している微細構造を有する。このように、開示の熱力学的基準は、微細構造の良好な指標である。各合金についての性能特性を表８に示す。
【００７５】
【表１２５】
2018532881.tif 000127
【００７６】
微細構造的基準に合致している製造した合金の１００％が、性能基準にも合致している。このように、開示の微細構造的基準は、性能の良好な指標である。パウダー製造性に関しては、硬質相融解幅の熱力学的基準に溯って関連している。
【００７７】
＜アプリケーション＞
本件に開示の合金は、各種アプリケーション及び工業において使用され得る。制限なしで、使用アプリケーションの例がいくつか挙げられる。
【００７８】
採掘アプリケーションには、以下の部品と、以下の部品のためのコーティングとが含まれる。該部品とは、スラリーパイプライン用の耐摩耗性スリーブ及び／又は耐摩耗性ハードフェーシング（硬化肉盛）；ポンプハウジング、又は羽根車、又は泥水ポンプ部品用のハードフェーシングを含む泥水ポンプ部品；シュートブロック、又はシュートブロックのハードフェーシングを含む給鉱シュート部品；限定はされないが、ロータリーブレーカースクリーン、バナナスクリーン、及びシェーカースクリーンを含むセパレーションスクリーン；自生粉砕ミル及び半自生粉砕ミル用のライナー；グランド係合ツール、及びグランド係合ツール用のハードフェーシング；バケツ及びダンプトラックライナー用の摩耗プレート；ヒールブロック、及び採鉱ショベル上のヒールブロック用のハードフェーシング；グレイダーブレード、及びグレイダーブレード用のハードフェーシング；スタッカリクレーマ；整粒クラッシャ；採鉱部品及び他の粉砕部品用の一般的な摩耗パッケージである。
【００７９】
終了段階のオイル及びガスアプリケーションには、以下の部品と、以下の部品のためのコーティングとが含まれる。該部品とは、ダウンホールケーシング；ドリルパイプ、及びハードバンディングを含むドリルパイプ用のコーティング；泥水マネージメント部品；泥水モーター；水圧破砕ポンプスリーブ；水圧破砕羽根車；水圧破砕ブレンダ―ポンプ；停止カラー；ドリルビット、及びドリルビット部品；方向掘削装置、及び安定化装置と中心化装置とを含む方向掘削装置用のコーティング；噴出防止装置、並びに噴出防止装置、及びシェアー・ラムを含む噴出防止装置部品用のコーティング；油田管、及び油田管用のコーティングである。
【００８０】
開始段階のオイル及びガスアプリケーションには、以下の部品と、以下の部品のためのコーティングとが含まれる。該部品とは、プロセス容器、及び蒸気発生装置を含むプロセス容器用のコーティング；アミン容器；蒸留塔；サイクロン；触媒クラッカー；一般的な精製配管；絶縁保護下でのコロージョン；硫黄回収装置；対流型フード；酸性ストリッパーライン；スクラバ；炭化水素ドラム；並びに他の精製装置及び容器である。
【００８１】
パルプ及び紙アプリケーションには、以下の部品と、以下の部品のためのコーティングとが含まれる。該部品とは、ヤンキードライヤー及び他のドライヤーを含む抄紙機に用いられるロール；カレンダーロール；マシンロール；プレスロール；ダイジェスター；パルプミキサー；パルパー；ポンプ；ボイラー；シュレッダー；ティッシュマシン；ロールベールハンドリングマシン；ドクターブレード；蒸発器；パルプミル；ヘッドボックス；ワイヤー部；プレス部；ＭＧシリンダ；ポープリール；巻き取り機；真空ポンプ；デフレーカー；並びに他のパルプ及び紙に係る装置である。
【００８２】
発電アプリケーションには、以下の部品と、以下の部品のためのコーティングとが含まれる。該部品とは、ボイラーチューブ；集塵器；火室；タービン；発生器；冷却塔；コンデンサー；シュート及び槽；オーガー；バグハウス；ダクト；ＩＤファン；石炭配管；並びに他の発電に係る部品である。
【００８３】
農業アプリケーションには、以下の部品と、以下の部品のためのコーティングとが含まれる。該部品とは、シュート；ベースカッターブレイド；槽；第１ファンブレード；第２ファンブレード；オーガー；及び他の農業アプリケーションである。
【００８４】
建築アプリケーションには、以下の部品と、以下の部品のためのコーティングとが含まれる。該部品とは、セメントシュート；セメント配管；バグハウス；混合装置；及び他の建築アプリケーションである。
【００８５】
機械要素アプリケーションには、以下の部品と、以下の部品のためのコーティングとが含まれる。該部品とは、シャフトジャーナル；ペーパーロール；ギアボックス；ドライブローラー；羽根車；一般的な開墾及び寸法復元アプリケーション；並びに他の機械要素アプリケーションである。
【００８６】
鋼アプリケーションには、以下の部品と、以下の部品のためのコーティングとが含まれる。該部品とは、コールドローリングミル；ホットローリングミル；ワイヤーロッドミル；溶融亜鉛メッキライン；継続酸洗ライン；連続キャスティングロール及び他の鋼ミルロール；並びに他の鋼アプリケーションである。
【００８７】
本件に記載の合金は、種々の技術で効果的に、製造され得る、及び／又は、沈殿し得る。制限なしで、プロセスの例がいくつか挙げられる。
【００８８】
熱スプレープロセスには、ツインワイヤーアーク、スプレー、高速アークスプレー、燃焼スプレー等のワイヤー原料を用いるプロセスと、高速酸素燃料、高速エアスプレー、プラズマスプレー、デトネーションガンスプレー、コールドスプレー等のパウダー原料を用いるプロセスとが含まれる。ワイヤー原料は、金属コアワイヤー、ソリッドワイヤー、又はフラックスコアワイヤーの形状であり得る。パウダー原料は、単独均質合金、又は共に融解したときに所望の化学構成となる複合合金パウダーの組み合わせであり得る。
【００８９】
溶接プロセスには、制限されないが、金属不活性ガス（ＭＩＧ）溶接、タングステン不活性ガス（ＴＩＧ）溶接、アーク溶接、サブマージアーク溶接、オープンアーク溶接、バルク溶接、レーザークラッディングを含むワイヤー原料を用いるプロセスと、制限されないが、レーザークラッディング及びプラズマ移行アーク溶接を含むパウダー原料を用いるプロセスとが含まれる。ワイヤー原料は、金属コアワイヤー、ソリッドワイヤー、又はフラックスコアワイヤーの形状であり得る。パウダー原料は、単独均質合金、又は共に融解したときに所望の化学構成となる複合合金パウダーの組み合わせであり得る。
【００９０】
キャスティングプロセスには、制限されないが、砂型キャスティング、永久鋳型キャスティング、チルキャスティング、インベスティメントキャスティング、消失性キャスティング、ダイキャスティング、遠心キャスティング、ガラスキャスティング、スリップキャスティングを含む、鋳鉄を製造するのに代表的なプロセスと、連続キャスティングプロセスを含む、錬鋼物を製造するのに代表的なプロセスとが含まれる。
【００９１】
ポストプロセス技術には、制限されないが、圧延、鍛冶、浸炭、チッ化、浸炭チッ化、ホウ化等の表面処理、制限されないが、オーステナイト化、正常化、アニール化等の熱処理、応力除去、焼戻し、エイジング、焼入れ、低温処理、炎焼入れ、誘導加熱焼入れ、差別焼入れ、肌焼入れ、脱炭化、機械加工、摩砕、冷間加工、加工硬化、及び溶接が含まれる。
【００９２】
先の記載から、発明に値する非磁性合金の産物及びアプローチが開示されていることが分かるであろう。数種の成分、技術及び側面が、ある程度の特別性を伴って記載されているが、ここでは、本開示の精神及び範囲を超えない範囲で、特定のデザイン、構成、及び形態における多くの変更を、先の記載に加えることができる。
【００９３】
別々に実装することに関連して本開示に記載されたある特定の特徴はまた、単独の実装を組み合わせた状態で、実装に供され得る。逆に、単独で実装することに関連して記載された種々の特徴はまた、複合的な実装で別々に、又はいずれかの適したサブコンビネーションの状態で、実装に供され得る。さらに、特徴は、ある特定の組み合わせにおいて作用すると上述されているかもしれないが、いくつかの場合、請求された組み合わせからの１つ又はそれ以上の特徴を、該組み合わせから切り離すことができ、該組み合わせは、いずれかのサブコンビネーションとして、又はいずれかのサブコンビネーションの変形として請求されてもよい。
【００９４】
さらに方法は、特定の順序で、図面に描かれているか、又は明細書に記載されているかもしれないが、望ましい結果を得るために、このような方法は、示された特定の順序、又は連続した順序で採用される必要がなく、全ての方法が採用される必要もない。描かれていないか、又は記載されていない他の方法を、例示した方法及びプロセスに組み込むことができる。例えば、１つ又はそれ以上の追加の方法を、記載した方法のいずれかの、前に、後で、同時に、又は間で採用することができる。さらに、他の実装において、これらの方法は再編成又は再整理されてもよい。また、前記実装における種々のシステム部品の分離は、全ての実装において必要とされるものである、と理解されるべきではない。記載された部品及びシステムは一般的に、単一の製品において一緒に合体されるか、又は複合的な製品へと包括されることが可能である、と理解されるべきである。加えて、他の実装が本開示の範囲内に含まれる。
【００９５】
特に言及しない限り、又は文脈中で用いられているとおりであると理解される限り、例えば「〜できる（し得る）（ｃａｎ）」、「〜できる（し得る）（ｃｏｕｌｄ）」、「〜して（も）よい（ｍｉｇｈｔ）」、又は「〜して（も）よい（ｍａｙ）」といった条件的な用語は、一般的に、ある特定の実施態様が、ある特徴、要素、及び／又はステップを含むか、もしくは含まないことを伝える、ということを目的としている。よって、このような条件的な用語は、一般的に、特徴、要素、及び／又はステップが多少なりとも１つ又はそれ以上の実施態様のために必要とされていると暗示する、ということを目的とはしていない。
【００９６】
特に言及しない限り、又は文脈中で用いられているとおりであると理解される限り、例えば「Ｘ、Ｙ、及びＺの少なくとも１つ（ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ  ｏｆ  Ｘ，Ｙ，ａｎｄ  Ｚ）」といった表現の結合した用語は、一般的に、ある項目、言葉等が、Ｘ、Ｙ、又はＺであってよいことを伝える、ということを目的としている。よって、このような結合した用語は、一般的に、ある特定の実施態様が、Ｘの少なくとも１つ、Ｙの少なくとも１つ、及びＺの少なくとも１つの存在を必要としていると暗示する、ということを目的とはしていない。
【００９７】
ここで用いられる、例えば「ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ（およそ）」、「ａｂｏｕｔ（約）」、「ｇｅｎｅｒａｌｌｙ（一般的に）」、及び「ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ（実質的に）」といった程度を示す用語は、まだ所望の機能を発揮するか又は所望の結果を達成させる、提示した体積、量、又は特徴に近い体積、量、又は特徴を示す。例えば「ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ（およそ）」、「ａｂｏｕｔ（約）」、「ｇｅｎｅｒａｌｌｙ（一般的に）」、及び「ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ（実質的に）」という用語は、提示した値の１０％以下、５％以下、１％以下、０．１％以下、及び０．０１％以下の範囲内にある値をいう。もし提示した値が０（例えば、値なし、値を有しない）であれば、新しく定めた前記範囲は、特定の範囲となることができ、特定体積％の範囲内には入らない。例えば、提示した値の１０ｗ／ｖ％以下、５ｗ／ｖ％以下、１ｗ／ｖ％以下、０．１ｗ／ｖ％以下、０．０１ｗ／ｖｏ以下の範囲内である。
【００９８】
いくつかの実施態様が、添付の図面に関連して記載されている。図面は一定のスケールで描かれているが、示されている以外の寸法及び比率は、熟考され、開示した発明の範囲内にあるので、このスケールには制限がない。距離、角度等は、単なる一例であり、例示されたデバイスの実際の寸法及びレイアウトに対して正確な関係を有する必要はない。構成要素の追加、削除、及び／又は再配列が可能である。さらに、種々の実施態様と関連している、いずれかの特別な特徴、側面、方法、特性、特徴、品質、特質、要素等の本開示は、ここで説明する全ての他の実施態様において使用され得る。加えて、ここに開示のいずれかの方法は、列挙されたステップを遂行するのに適したいずれかのデバイスを用いて実行される、ことが認められる。
【００９９】
多くの実施態様及びその変更が詳細に記載されているが、他の実施態様及びそれを用いる方法が、当業者に明らかになるであろう。したがって、種々の応用、修飾、材料、及び置換は、特有で発明となり得る本開示及び請求項の範囲から逸脱することなく、同等となり得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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