JP2011162803A - 耐摩耗性及び耐高温腐食性に優れた肉盛溶射用粉末合金 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】質量%で、Cr:32%〜50%、Al:0.5%〜10%、Fe:0.1%〜20%を含み、残部Niおよび不可避的不純物からなる溶射用粉末合金。必要に応じてさらに、質量%で、Si:0.5%〜5%、B:0.001%〜0.01%、C:0.01%〜0.1%、Cu:0.1%〜5%、Ti、Nb、Ta、Vの1種又は2種以上をTi:0.1%以下、Nb:0.1%以下、Ta:0.1%以下、V:0.1%以下で、且つ、Ti+Nb+Ta+V:0.1%以下の範囲で添加してもよい。
【選択図】なし
Description
Crは、α−Cr相の主な形成元素でありγ’と複合析出することで高強度、高硬度に寄与する重要な元素である。また、耐高温腐食性の向上にも寄与する。32質量%を下回ると十分な硬さが得られない。好ましくは35質量%以上であるとよい。一方、過剰な添加は、逆に高温腐食性が悪くなる。そのため、Cr添加量を50質量%以下に制限する。好ましくは45質量%以下であるとよい。
Alはγ’相を形成する重要な元素である。また、耐高温腐食性、耐酸化性の向上にも寄与する。0.5質量%を下回ると十分な硬さが得られない。好ましくは、3.4質量%以上であるとよい。一方、過剰の添加は、過剰なγ’相の形成によって肉盛層が脆くなり、逆に特性を劣化させるため、10質量%以下に制限する。好ましくは5.0質量%以下であるとよい。
FeはCrの固溶相であるα−Cr相と、γ相内部にγ’相が微細に析出したγ/γ’相によってなるラメラー組織のセル状析出を早める効果があり添加する元素である。その効果を得るためには0.1質量%以上の添加が必要である。好ましくは2質量%以上であるとよい。一方、過剰の添加は、耐高温腐食性を劣化させるため20質量%以下に制限する。好ましくは10質量%以下であるとよい。
Siは、Alと同様な効果を有し、γ’相を形成する元素である。また、耐高温腐食性、耐酸化性の向上にも寄与する。0.5質量%を下回ると効果が顕著に現れない。
そのため、0.5質量%以上の添加が必要である。好ましくは、1.0質量%以上であるとよい。一方、過剰の添加は、過剰なγ’相の形成によって肉盛層が脆くなり、逆に特性を劣化させるため、その添加量を5質量%以下に制限する。好ましくは3.5質量%以下であるとよい。
Bは結晶粒界に偏析して粒界を強める効果があり添加する元素である。また、
溶射時に溶融金属の粘性を低下させて基盤材料との濡れ性を増加させ、基盤と被膜および被膜同士の密着力を向上させる効果もある。その効果を得るためには0.001質量%以上の添加が必要である。好ましくは、0.002質量%以上であるとよい。一方、過剰の添加は、結晶粒界が脆くなるため、Bの添加量を0.01質量%以下に制限する。好ましくは、0.005質量%以下であるとよい。
Cは、炭化物を形成し硬さの向上に寄与する。その効果を得るためには、0.01質量%以上の添加が必要である。一方、上限を超えて添加すると、耐高温腐食性が劣化する。そのため、Cの添加量を0.1質量%以下に制限する。
Ti、Nb、Ta、Vは、炭化物形成元素であり、Cと結合し炭化物を形成することで硬さの向上に寄与するために添加しても良い。但し、過剰の添加は、炭化物が増加しすぎて耐高温腐食性を劣化させるので、Ti:0.1質量%以下、Nb:0.1質量%以下、Ta:0.1質量%以下、V:0.1質量%以下で、且つ、Ti+Nb+Ta+V:0.1質量%以下とする。
Cuは、Feよりは効果が小さいもののγ‐αCrのセル状組織の析出を早める効果がある元素である。その効果を得るためには0.1質量%以上の添加が必要である。好ましくは1.0質量%以上であるとよい。一方、過剰の添加は、母相のγ相に過剰に固溶することにより肉盛層が脆くなるため5質量%以下に制限する。
(溶射用粉末の組成)
まず。実施例1〜29および比較例1〜9について、表1、2に示す各成分元素(質量%)を有する溶射用粉末をガスアトマイズ法で作成した。
その粉末を、予め準備しておいたSNCRW(0.3C−1.2Si−1.0Mn−8.6Ni−18.6Cr−0.5Mo−1.7W−Bal.Fe)の100mmx100mm板材の上に、プラズマ溶射によって厚さ20mm肉盛し、その肉盛部分の上の方から、つまり、粉末成分と同じ組成を有する部分から試験用試料採取し、各種試験に供した。
<試験条件>
・試験片寸法:15mmx10mmx4mm
・塗布量:20mg/cm2
・試験温度:800℃
・保持時間:20時間
・塩:90%Na2SO4+10%NaCl(Sアタック試験)
85%V2O5+15%Na2SO4(Vアタック試験)
Claims (5)
- 質量%で、
Cr:32%〜50%、
Al:0.5%〜10%、
Fe:0.1%〜20%を含み、
残部Niおよび不可避的不純物からなること特徴とする耐摩耗性及び耐高温腐食性に優れた溶射用粉末合金。 - 質量%で
Si:0.5%〜5%を更に含有することを特徴とする請求項1記載の溶射用粉末合金。 - 質量%で
B:0.001%〜0.01%、
を更に含有することを特徴とする請求項1または2記載の溶射用粉末合金。 - 質量%で
C:0.01%〜0.1%、
Ti、Nb、Ta、Vの1種又は2種以上をTi+Nb+Ta+V:0.1%以下、を更に含有することを特徴とする請求項1〜3記載の溶射用粉末合金。 - 質量%で
Cu:0.1%〜5%、
を更に含有することを特徴とする請求項1〜4記載の溶射用粉末合金。
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