JP2007191739A - 耐酸化性とろう付け性に優れる耐熱材料 - Google Patents
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- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
Abstract
【解決手段】質量%で、C:0.20%以下、Si:0.02〜1.0%、Mn:2.0%以下、Cr:10〜40%、Al:0.55〜3.0%、Nb:0.1〜3.0%、Mo:0.03〜5.0%を含み、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、かつNbとMoの含有量が下記の式(1)を、CrとAlの含有量が下記の式(2)を、AlとNbとMoの含有量が下記の式(3)を満たすことを特徴とする耐酸化性とろう付け性に優れる耐熱材料;0.1≦[Mo]/[Nb]≦30・・・(1)、20≦[Cr]+10×[Al]≦50・・・(2)、[Al]≦2.0+([Nb]+[Mo])/8・・・(3)、ただし、[M]は元素Mの含有量(質量%)を表す。
【選択図】なし
Description
0.1≦[Mo]/[Nb]≦30 ・・・(1)
20≦[Cr]+10×[Al]≦50 ・・・(2)
[Al]≦2.0+([Nb]+[Mo])/8 ・・・(3)
ただし、[M]は元素Mの含有量(質量%)を表す。
Cは、炭化物を形成して高温強度を高める作用を有する。そのため、C量は0.001%以上とすることが好ましい。しかし、その量が0.20%を超えると加工性を劣化させたり、Crと結合することにより耐酸化性に有効なCr量を減少させるため、C量は0.20%以下、好ましくは0.10%以下とする。
Siは、金属間化合物の析出を促進する作用を有する。そのため、Si量は0.02%以上、好ましくは0.05%以上とする。しかし、その量が1.0%を超えると加工性の劣化を招くので、Si量は1.0%以下とする。
Mnは、酸化物層の密着性を向上させるのに効果的である。そのため、Mn量は0.001%以上とすることが好ましい。しかし、その量が2.0%を超えると過度の酸化物層の成長を招くため、Mn量は2.0%以下、好ましくは1.5%以下とする。
Crは、Cr2O3となってAl2O3系の酸化物層に含まれ、耐酸化性を向上させる。その量が10%未満では、その効果が得られないので、Cr量は10%以上とする。一方、その量が40%を超えると加工性の劣化を招くので、Cr量は40%以下、好ましくは30%以下とする。
Alは、Crと同様、耐酸化性を向上させる重要な元素である。例えば、水蒸気を含む800℃以上の過酷な環境で長時間使用する場合には、Al量を0.55%以上とする必要がある。一方、その量が3.0%を超えると製造性が悪化し、コスト増を招いたり、ろう付け性を劣化させるので、Al量は3.0%以下、好ましくは2.0%以下とする。
上述したように、本発明の耐熱材料では、Fe-Cr合金にNbとMoを複合添加することにより、高温長時間の使用環境下で多量の金属間化合物を母材の粒界に存在させて、Fe、Si、Crなどの元素の拡散を抑制し、耐酸化性の向上を図っている。また、これらの元素は高温強度を高める作用も有するが、過剰の添加は加工性の劣化を招く。このような観点から、Nb量は0.1〜3.0%、好ましくは0.1〜2.0%、また、Mo量は0.03〜5.0%、好ましくは0.1〜3.0%とする必要がある。
耐酸化性試験:焼鈍後の冷延板から1mm×30mm×30mmの試験片を切り出し、850℃加熱され、30%の水蒸気を混合した大気が流れる炉中に1000時間保持する熱処理を行い、熱処理前後の試験片の重量差を測定し、その重量差を試験片の全表面積で除して酸化増量(g/m2)を算出した。そして、酸化増量が2.0g/m2以下であれば、耐酸化性が良好であるとした。
ろう付け性試験:焼鈍後の冷延板から1mm×50mm×50mmの試験片を2枚切り出し、両試験片のほぼ中央に10mm×10mmのニッケルろうシート(BNi-5、厚さ:70μm、ナイス株式会社製)を挟んで、真空ろう付けを行った。ろう付け条件は、10-3Pa以上の真空度で、1160℃×30分とした。ろう付け後の試験片のろうを挟んだ部分を3ヶ所切断し、その断面をバフ研磨し、王水でエッチング後、光学顕微鏡で観察し、試験片表面がろうで濡れている長さSを測定し、Sとろうが存在する長さS0の比、(S/S0)×100(%)を求めた。そして、この比が80%以上であれば、ろう付け性が良好であるとした。
Claims (2)
- 質量%で、C:0.20%以下、Si:0.02〜1.0%、Mn:2.0%以下、Cr:10〜40%、Al:0.55〜3.0%、Nb:0.1〜3.0%、Mo:0.03〜5.0%を含み、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、かつNbとMoの含有量が下記の式(1)を、CrとAlの含有量が下記の式(2)を、AlとNbとMoの含有量が下記の式(3)を満たすことを特徴とする耐酸化性とろう付け性に優れる耐熱材料;
0.1≦[Mo]/[Nb]≦30 ・・・(1)
20≦[Cr]+10×[Al]≦50 ・・・(2)
[Al]≦2.0+([Nb]+[Mo])/8 ・・・(3)
ただし、[M]は元素Mの含有量(質量%)を表す。 - さらに、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、ZrおよびHfの中から選ばれる少なくとも1種を合計で1.0質量%以下含有することを特徴とする請求項1に記載の耐酸化性とろう付け性に優れる耐熱材料。
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