JP2013198917A - Cast product having alumina barrier layer, and method for manufacturing the same - Google Patents

Cast product having alumina barrier layer, and method for manufacturing the same Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cast product in which an alumina barrier layer is formed even in a welded spot, and a method for manufacturing the same.SOLUTION: A manufacturing method of a cast product used in a high-temperature atmosphere, obtained by welding a first casting body and a second casting body of heat resistant alloy containing, by mass, 15-18% Cr and 2-4% Al, includes steps of: joining the first casting body and the second casting body by welding; applying a surface treatment to the welded spot joined; and applying a heat treatment to the welded spot surface-treated.

Description

本発明は、アルミナバリア層を有する鋳造製品及びその製造方法に関するものであり、より具体的には、鋳造体どうしを溶接により接合してなるアルミナバリア層を有する鋳造製品及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a cast product having an alumina barrier layer and a method for producing the same, and more specifically to a cast product having an alumina barrier layer formed by joining cast bodies by welding and a method for producing the same. is there.

エチレン製造用反応管や分解管、浸炭熱処理炉のハースロール、ラジアントチューブ、耐メタルダスティング材などの耐熱鋳鋼品では、高温雰囲気に曝されるため、高温強度にすぐれるオーステナイト系の耐熱合金が用いられている。   Heat-resistant cast steel products such as reaction tubes and cracking tubes for ethylene production, hearth rolls of carburizing heat treatment furnaces, radiant tubes, and metal dusting materials are exposed to high-temperature atmospheres, so austenitic heat-resistant alloys with excellent high-temperature strength are used. It is used.

この種オーステナイト形態熱合金では、高温雰囲気での使用中に表面に金属酸化物層が形成され、この酸化物層がバリアとなって、高温雰囲気下で母材を保護する。
一方、これら金属酸化物としてCr酸化物(主にCrからなる)が形成されてしまうと、緻密性が低いため、酸素や炭素の侵入防止機能が十分ではなく、高温雰囲気下で内部酸化を起こし、酸化物皮膜が肥大化する。また、これらCr酸化物は、加熱と冷却の繰り返しサイクルにおいて剥離し易く、剥離に到らない場合であっても、外部雰囲気からの酸素や炭素の侵入防止機能が十分でないから、皮膜を通過して母材に内部酸化や浸炭を生じる不都合がある。
In this kind of austenitic thermal alloy, a metal oxide layer is formed on the surface during use in a high temperature atmosphere, and this oxide layer serves as a barrier to protect the base material in a high temperature atmosphere.
On the other hand, if Cr oxide (mainly composed of Cr 2 C 3 ) is formed as these metal oxides, the denseness is low, so that the function of preventing intrusion of oxygen and carbon is not sufficient, and the inside of the metal oxide in a high temperature atmosphere Oxidation occurs and the oxide film becomes enlarged. In addition, these Cr oxides are easy to peel off in repeated heating and cooling cycles, and even when they do not come off, they do not have sufficient functions to prevent oxygen and carbon from entering from the outside atmosphere, so they pass through the film. This has the disadvantage of causing internal oxidation and carburization of the base metal.

これに対し、一般的なオーステナイト系耐熱合金よりもAlの含有量を増やすことで、緻密性が高く、酸素や炭素を透過し難いアルミナ(Al)を主体とする酸化物層を母材の表面に形成することが提案されている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。 On the other hand, by increasing the Al content over a general austenitic heat-resistant alloy, an oxide layer mainly composed of alumina (Al 2 O 3 ), which has high density and hardly permeates oxygen and carbon, is used as a base. It has been proposed to form on the surface of a material (for example, see Patent Document 1 and Patent Document 2).

しかしながら、Alはフェライト生成元素であるため、含有量が多くなると材料の延性が劣化して高温強度が低下してしまう。この延性の低下傾向は、特にAlの含有量が4%を越えると観察される。
このため、上記特許文献のオーステナイト系耐熱合金は、Alによるバリア機能の向上を期待することはできても、母材の延性低下を招来する不都合がある。
However, since Al is a ferrite-forming element, if the content increases, the ductility of the material deteriorates and the high-temperature strength decreases. This tendency of decreasing ductility is observed especially when the Al content exceeds 4%.
Therefore, the austenitic heat resistant alloys of the patent documents described above, even can be expected to improve the barrier function of the Al 2 O 3, there is a disadvantage that lead to decrease in ductility of the matrix.

そこで、Al含有量を4%超にすることなくAlの高温安定性を確保することができ、さらに、材料の延性を低下させることなく、高温雰囲気下ですぐれたバリア機能を発揮することのできる鋳造製品を提供するために、特許文献3では、鋳造体の表面粗さ(Ra)が0.05〜2.5μmとなるように内面加工を行なった後、酸化性雰囲気下で熱処理を施すことにより、鋳造体の内面にAlを含むアルミナバリア層が形成され、アルミナバリア層と鋳造体との界面に母材基地よりもCr濃度の高いCr基粒子が分散した鋳造製品を提案している(例えば、特許文献3参照)。 Therefore, high temperature stability of Al 2 O 3 can be ensured without increasing the Al content to more than 4%, and an excellent barrier function is exhibited in a high temperature atmosphere without reducing the ductility of the material. In order to provide a cast product that can be processed, in Patent Document 3, after the inner surface is processed so that the surface roughness (Ra) of the cast body becomes 0.05 to 2.5 μm, heat treatment is performed in an oxidizing atmosphere. The cast product in which an alumina barrier layer containing Al 2 O 3 is formed on the inner surface of the cast body, and Cr-based particles having a higher Cr concentration than the base metal base are dispersed at the interface between the alumina barrier layer and the cast body. (See, for example, Patent Document 3).

特許文献3の鋳造製品は、安定したアルミナバリア層の存在により、高温雰囲気下での使用において、すぐれた耐酸化性、耐浸炭性、耐窒化性、耐食性等を長期に亘って維持することができる。   The casting product of Patent Document 3 can maintain excellent oxidation resistance, carburization resistance, nitridation resistance, corrosion resistance, etc. over a long period of time when used in a high temperature atmosphere due to the presence of a stable alumina barrier layer. it can.

特開昭51−78612号公報JP-A-51-78612 特開昭57−39159号公報JP-A-57-39159 国際公開第WO2010/113830号公報International Publication No. WO2010 / 113830

ところが、アルミナバリア層を形成した鋳造製品を作製し、得られた鋳造製品どうしを溶接により接合した場合、溶接時の熱影響を受け易い所謂熱影響部に残留応力や歪みが生じる。この結果、予め形成されていたアルミナバリア層が一部剥離してしまう虞がある。   However, when a cast product in which an alumina barrier layer is formed is produced and the obtained cast products are joined together by welding, residual stress and distortion are generated in a so-called heat-affected zone that is easily affected by heat during welding. As a result, the previously formed alumina barrier layer may be partially peeled off.

また、表面処理を施した鋳造製品どうしを溶接した後に、熱処理を行なうことでアルミナバリア層を形成することも考えられるが、この場合、特に溶接部において、Cr酸化物主体の金属酸化物が形成されてしまい、十分な耐浸炭性を有するアルミナバリア層を形成することができない。   It is also conceivable to form an alumina barrier layer by performing heat treatment after welding the surface-treated cast products, but in this case, a metal oxide mainly composed of Cr oxide is formed especially in the welded portion. As a result, an alumina barrier layer having sufficient carburization resistance cannot be formed.

従来技術では、アルミナバリア層が形成された鋳造体と比較し、アルミナバリア層が形成されない溶接部は、外部雰囲気からの酸素、炭素、窒素等の侵入を許し酸化、炭化、窒化等を長時間にわたって防止することができなかった。   In the prior art, compared to a cast body with an alumina barrier layer formed, a welded part without an alumina barrier layer allows oxygen, carbon, nitrogen, etc. to enter from the outside atmosphere and oxidizes, carbonizes, nitrides, etc. for a long time. Could not be prevented over.

本発明の目的は、上記問題点を解消する為、溶接部を含む鋳造体表面全体にアルミナバリア層が形成された鋳造製品及びその製造方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a cast product in which an alumina barrier layer is formed on the entire surface of a cast body including a welded portion and a method for producing the same in order to solve the above problems.

本発明に係る鋳造製品の製造方法は、
高温雰囲気で使用される鋳造製品であって、質量%にて、Cr15%以上Ni18%以上を含有し、Alを2〜4%含有する耐熱合金の第1鋳造体と第2鋳造体を溶接することにより得られる鋳造製品の製造方法であって、
第1鋳造体と第2鋳造体を溶接により接合するステップ、
接合された溶接部に表面処理を施すステップ、
表面処理を施した溶接部に熱処理を施すステップと、
を含んでいる。
The method for producing a cast product according to the present invention includes:
A cast product to be used in a high temperature atmosphere, wherein the first cast body and the second cast body of a heat-resistant alloy containing 15% or more of Cr and 18% or more of Ni and 2 to 4% of Al are welded by mass%. A method for producing a cast product obtained by:
Joining the first cast body and the second cast body by welding;
Applying a surface treatment to the welded joint;
Applying a heat treatment to the surface-treated weld,
Is included.

また、本発明のアルミナバリア層を有する鋳造製品は、
高温雰囲気で使用され、質量%にて、Cr15%以上Ni18%以上を含有し、Alを2〜4%含有する耐熱合金の第1鋳造体と第2鋳造体を溶接してなる鋳造製品であって、
第1鋳造体と第2鋳造体の溶接部は、Alを含むアルミナバリア層で被覆されている。
Further, the casting product having the alumina barrier layer of the present invention,
It is a cast product formed by welding a first cast body and a second cast body of a heat-resistant alloy which is used in a high temperature atmosphere and contains Cr 15% or more Ni 18% or more and Al 2 to 4% by mass%. And
The welds of the first cast body and the second cast body are covered with an alumina barrier layer containing Al 2 O 3 .

本発明の鋳造製品の製造方法によれば、第1鋳造体と第2鋳造体を溶接により接合した後に、表面処理を施すことで、溶接部の表面粗さを調整している。このとき、溶接により生じた熱影響部や溶金部分を含む溶接部だけでなく、第1鋳造体と第2鋳造体の表面も表面粗さを調整してもよい。
このように溶接部の表面粗さの調整を行なった後に熱処理を施すことで、熱影響部や溶金部分を含む溶接部にAlを含むアルミナバリア層を形成することができる。このとき、表面処理が施された第1鋳造体と第2鋳造体と溶接部を同時に熱処理できる。
従って、得られた鋳造製品は、第1鋳造体、第2鋳造体のみならず、溶接部に亘る連続した表面全体にAlを含むアルミナバリア層が形成されることとなるから、高温雰囲気での使用において、鋳造体表面だけでなく溶接部も、酸素、炭素、窒素等が侵入することを効果的に防止できる。
According to the method for producing a cast product of the present invention, the surface roughness of the welded portion is adjusted by performing a surface treatment after joining the first cast body and the second cast body by welding. At this time, the surface roughness of the surfaces of the first cast body and the second cast body as well as the welded portion including the heat affected zone and the molten metal portion generated by welding may be adjusted.
Thus, the alumina barrier layer containing Al 2 O 3 can be formed on the welded portion including the heat affected zone and the molten metal portion by performing the heat treatment after adjusting the surface roughness of the welded portion. At this time, the first cast body, the second cast body and the welded portion subjected to the surface treatment can be heat-treated at the same time.
Accordingly, in the obtained cast product, an alumina barrier layer containing Al 2 O 3 is formed not only on the first cast body and the second cast body but also on the entire continuous surface over the welded portion. In use in an atmosphere, it is possible to effectively prevent oxygen, carbon, nitrogen and the like from entering not only the cast body surface but also the welded portion.

また、鋳造体の耐熱合金は、Al含有量が4%を超えていないので、延性低下は抑制され、すぐれた高温強度を具える。   In addition, since the Al content of the heat-resistant alloy of the cast body does not exceed 4%, a decrease in ductility is suppressed and an excellent high-temperature strength is provided.

このように、本発明の鋳造製品は、鋳造体の表面のみならず、溶接部にも安定したAlを含むアルミナバリア層が存在するから、高温雰囲気下での使用において、すぐれた繰返し耐酸化性、耐浸炭性、耐窒化性、耐食性等を長期にわたって維持することができる。 As described above, the cast product of the present invention has an alumina barrier layer containing stable Al 2 O 3 not only on the surface of the cast body but also on the welded portion. Oxidation resistance, carburization resistance, nitridation resistance, corrosion resistance, etc. can be maintained over a long period of time.

図1は、発明例の供試管No.4を軸方向に切断して撮影した断面写真である。1 shows a test tube No. 1 of the invention example. 4 is a cross-sectional photograph taken by cutting 4 in the axial direction. 図2は、比較例の供試管No.13を軸方向に切断して撮影した断面写真である。FIG. 2 shows a test tube No. 1 as a comparative example. 13 is a cross-sectional photograph taken by cutting 13 in the axial direction. 図3は、発明例の供試管No.4から得られた供試片を溶接部と垂直な断面写真である。FIG. 3 shows the test tube No. of the invention example. 4 is a cross-sectional photograph of the specimen obtained from 4 perpendicular to the weld. 図4は、比較例の供試管No.13から得られた供試片を溶接部と垂直な断面写真である。4 shows the test tube No. of the comparative example. 13 is a cross-sectional photograph of the specimen obtained from No. 13 perpendicular to the weld. 図5は、発明例の供試管No.4の断面SEM分析による写真である。FIG. 5 shows a test tube No. of the invention example. 4 is a photograph by cross-sectional SEM analysis of No. 4; 図6は、比較例の供試管No.13の断面SEM分析による写真である。6 shows a test tube No. 1 as a comparative example. 13 is a photograph by 13 cross-sectional SEM analysis.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明は、Cr15%以上Ni18%以上を含有し、Alを2〜4%含有する耐熱合金の第1鋳造体と第2鋳造体を溶接し、接合された第1鋳造体と第2鋳造体の溶接部に表面処理を施し、その後、溶接部に熱処理を施すことにより、溶接部がAlを含む所謂「アルミナバリア層」で形成された鋳造製品を得るものである。なお、本明細書において、「%」は、特に表示がないときは、全て質量%である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
The present invention welds a first cast body and a second cast body of a heat-resistant alloy containing Cr 15% or more, Ni 18% or more, and containing Al 2 to 4%, and joined to form a first cast body and a second cast body. By subjecting the welded part to surface treatment and then subjecting the welded part to heat treatment, a cast product in which the welded part is formed of a so-called “alumina barrier layer” containing Al 2 O 3 is obtained. In the present specification, “%” is all mass% unless otherwise indicated.

<成分限定理由の説明> <Description of reasons for limiting ingredients>

Cr:15%以上
Crは、高温強度及び繰返し耐酸化性の向上への寄与の目的のため、15%以上含有させる。しかし、含有量があまり多くなると高温クリープ破断強度の低下を招くので上限は50%とする。なお、Crの含有量は23〜35%がより望ましい。
Cr: 15% or more Cr is contained in an amount of 15% or more for the purpose of contributing to improvement in high temperature strength and repeated oxidation resistance. However, if the content is too high, the high temperature creep rupture strength is lowered, so the upper limit is made 50%. The Cr content is more preferably 23 to 35%.

Ni:18%以上
Niは、繰返し耐酸化性及び金属組織の安定性の確保に必要な元素である。また、Niの含有量が少ないと、Feの含有量が相対的に多くなる結果、鋳造体の表面にCr−Fe−Mn酸化物が生成され易くなるため、アルミナバリア層の生成が阻害される。このため、少なくとも18%以上含有させるものとする。70%を超えて含有しても増量に対応する効果が得られないので、上限は70%とする。なお、Niの含有量は28〜45%がより望ましい。
Ni: 18% or more Ni is an element necessary for ensuring repeated oxidation resistance and stability of the metal structure. In addition, when the Ni content is small, the Fe content is relatively increased, and as a result, Cr-Fe-Mn oxide is easily generated on the surface of the cast body, so that the formation of the alumina barrier layer is hindered. . For this reason, it shall contain at least 18% or more. Since even if it contains exceeding 70%, the effect corresponding to the increase cannot be obtained, the upper limit is made 70%. The Ni content is more preferably 28 to 45%.

Al:2〜4%
Alは耐浸炭性及び耐コーキング性の向上に有効な元素である。また、本発明では、鋳造体の表面にアルミナバリア層を生じさせるために必要不可欠の元素である。このため、少なくとも2%以上含有させる。しかし、含有量が4%を超えると、前述したように延性が劣化するため、本発明では上限を4%に規定する。なお、Alの含有量は2.5〜3.8%がより望ましい。
Al: 2-4%
Al is an element effective for improving carburization resistance and coking resistance. Moreover, in this invention, it is an indispensable element in order to produce an alumina barrier layer on the surface of a casting. For this reason, it contains at least 2% or more. However, if the content exceeds 4%, the ductility deteriorates as described above, so the upper limit is defined as 4% in the present invention. The Al content is more preferably 2.5 to 3.8%.

その他、下記の成分を含有することが好適である。   In addition, it is preferable to contain the following components.

C:0.05〜0.7%
Cは、鋳造性を良好にし、高温クリープ破断強度を高める作用がある。このため、少なくとも0.05%を含有させる。しかし、含有量があまり多くなると、Crの一次炭化物が幅広く形成され易くなり、アルミナバリア層を形成するAlの移動が抑制されるため、鋳造体の表面部へのAlの供給不足が生じて、アルミナバリア層の局部的な寸断が起こり、アルミナバリア層の連続性が損なわれる。また、二次炭化物が過剰に析出するため、延性、靱性の低下を招く。このため、上限は0.7%とする。なお、Cの含有量は0.3〜0.5%がより望ましい。
C: 0.05-0.7%
C has the effect of improving castability and increasing the high temperature creep rupture strength. For this reason, at least 0.05% is contained. However, if the content is too large, the primary carbide of Cr 7 C 3 is likely to be widely formed, and the movement of Al forming the alumina barrier layer is suppressed, so there is insufficient supply of Al to the surface portion of the cast body. As a result, local breakage of the alumina barrier layer occurs, and the continuity of the alumina barrier layer is impaired. Moreover, since secondary carbide precipitates excessively, it causes a reduction in ductility and toughness. For this reason, the upper limit is set to 0.7%. The C content is more preferably 0.3 to 0.5%.

Si:0%を超えて2.5%以下
Siは、溶湯合金の脱酸剤として、また溶湯合金の流動性を高めるために含有させるが、含有量があまり多くなると高温クリープ破断強度の低下を招くので上限は2.5%とする。なお、Siの含有量は2.0%以下がより望ましい。
Si: more than 0% and 2.5% or less Si is included as a deoxidizer for molten alloy and to increase the fluidity of the molten alloy. However, if the content is too high, the high temperature creep rupture strength is reduced. Therefore, the upper limit is 2.5%. The Si content is more preferably 2.0% or less.

Mn:0%を超えて3.0%以下
Mnは、溶湯合金の脱酸剤として、また溶湯中のSを固定するために含有させるが、含有量があまり多くなると高温クリープ破断強度の低下を招くので上限は3.0%とする。なお、Mnの含有量は1.6%以下がより望ましい。
Mn: more than 0% and 3.0% or less Mn is included as a deoxidizer for molten alloy and for fixing S in the molten metal, but if the content is too large, the high temperature creep rupture strength is reduced. Therefore, the upper limit is set to 3.0%. The Mn content is more preferably 1.6% or less.

希土類元素:0.005〜0.4%
希土類元素とは、周期律表のLaからLuに至る15種類のランタン系列に、YとScを加えた17種類の元素を意味するが、本発明の耐熱合金に含有させる希土類元素は、Ce、La及びNdからなる群のうち少なくとも一種以上が含まれることが好ましい。この希土類元素は、アルミナバリア層の生成と安定化の促進に寄与する。
アルミナバリア層の生成を高温の酸化性雰囲気下での加熱処理によって行なう場合は、希土類元素を0.005%以上含有させることでアルミナバリア層生成に有効に寄与する。
一方、あまりに多く含有すると、延性、靱性が悪化するので、上限は0.4%とする。
Rare earth elements: 0.005 to 0.4%
The rare earth element means 17 kinds of elements obtained by adding Y and Sc to 15 kinds of lanthanum series from La to Lu in the periodic table, but the rare earth element contained in the heat-resistant alloy of the present invention is Ce, It is preferable that at least one of the groups consisting of La and Nd is included. This rare earth element contributes to the generation and stabilization of the alumina barrier layer.
When the production of the alumina barrier layer is carried out by heat treatment in a high-temperature oxidizing atmosphere, the rare earth element is contained in an amount of 0.005% or more, which contributes effectively to the production of the alumina barrier layer.
On the other hand, if the content is too large, ductility and toughness deteriorate, so the upper limit is made 0.4%.

W:0.5〜10%及び/又はMo:0.1〜5%
W、Moは、基地中に固溶し、基地のオーステナイト相を強化することにより、クリープ破断強度を向上させる。この効果を発揮させるために、W及びMoの少なくとも一種を含有させるものとし、Wの場合は0.5%以上、Moの場合は0.1%以上含有させる。
しかし、W及びMoは、含有量があまり多くなると、延性の低下や、耐浸炭性の劣化を招く。また、Cが多い場合と同じように、(Cr,W,Mo)の一次炭化物が幅広く形成され易くなり、アルミナバリア層を形成するAlの移動が抑制されるため、鋳造体の表面部分へのAlの供給不足が生じ、アルミナバリア層の局部的な寸断が起こり、アルミナバリア層の連続性が損なわれ易くなる。また、WやMoは原子半径が大きいため、基地中に固溶することにより、AlやCrの移動を抑制してアルミナバリア層の生成を妨げる作用がある。
このため、Wは10%以下、Moは5%以下とする。なお、両元素を含有する場合でも、合計含有量は10%以下とすることが好ましい。
W: 0.5 to 10% and / or Mo: 0.1 to 5%
W and Mo are dissolved in the matrix and strengthen the austenite phase of the matrix, thereby improving the creep rupture strength. In order to exert this effect, at least one of W and Mo is contained. In the case of W, 0.5% or more is contained, and in the case of Mo, 0.1% or more is contained.
However, if the content of W and Mo is too large, the ductility is lowered and the carburization resistance is deteriorated. In addition, as in the case where there is a large amount of C, primary carbides of (Cr, W, Mo) 7 C 3 are easily formed widely, and the movement of Al that forms the alumina barrier layer is suppressed. Insufficient supply of Al to the portion occurs, the local breakage of the alumina barrier layer occurs, and the continuity of the alumina barrier layer is easily impaired. In addition, since W and Mo have a large atomic radius, they dissolve in the matrix, thereby suppressing the movement of Al and Cr and preventing the formation of an alumina barrier layer.
For this reason, W is 10% or less, and Mo is 5% or less. Even when both elements are contained, the total content is preferably 10% or less.

Ti:0.01〜0.6%、Zr:0.01〜0.6%及びNb:0.1〜3.0%の少なくとも一種
Ti、Zr及びNbは、炭化物を形成し易い元素であり、WやMoほど基地中には固溶しないため、アルミナバリア層の形成には特段の作用は認められないが、クリープ破断強度を向上させる作用がある。必要に応じて、Ti、Zr及びNbの少なくとも一種を含有させることができる。含有量は、Ti及びZrが0.01%以上、Nbが0.1%以上である。
しかし、過剰に添加すると、延性の低下を招く。Nbは、さらに、アルミナバリア層の耐剥離性を低下させる。このため、上限は、Ti及びZrは0.6%、Nbは3.0%とする。
At least one of Ti: 0.01 to 0.6%, Zr: 0.01 to 0.6% and Nb: 0.1 to 3.0% Ti, Zr and Nb are elements that easily form carbides. Since W and Mo do not dissolve in the base as much as possible, there is no particular effect on the formation of the alumina barrier layer, but it has the effect of improving the creep rupture strength. If necessary, at least one of Ti, Zr and Nb can be contained. The contents of Ti and Zr are 0.01% or more and Nb is 0.1% or more.
However, if added excessively, ductility is reduced. Nb further reduces the peel resistance of the alumina barrier layer. For this reason, the upper limits are 0.6% for Ti and Zr, and 3.0% for Nb.

B:0.1%以下
Bは、鋳造体の粒界を強化する作用があるので、必要に応じて含有させることができる。なお、含有量が多くなるとクリープ破断強度の低下を招くため、添加する場合でも0.1%以下とする。
B: 0.1% or less B has an effect of strengthening the grain boundary of the cast body, and can be contained as necessary. In addition, since the fall of creep rupture strength will be caused when content increases, even when adding, it shall be 0.1% or less.

本発明の鋳造体を構成する耐熱合金は、上記成分を含み、残部Feであるが、合金の溶製時に不可避的に混入するP、Sその他の不純物は、この種の合金材に通常許容される範囲であれば存在しても構わない。   The heat-resistant alloy constituting the cast body of the present invention contains the above components and the balance is Fe, but P, S and other impurities inevitably mixed during the melting of the alloy are usually allowed in this type of alloy material. As long as it is within the range, it may be present.

<鋳造体>
本発明の鋳造製品を構成する第1鋳造体及び第2鋳造体は、溶湯を溶製し、遠心力鋳造、静置鋳造等により上記組成に鋳造される。
得られた第1鋳造体及び第2鋳造体は、溶接接合を行なうことで目的とする用途に応じた形状とすることができる。
なお、溶接を行なう前に、必要に応じて開先加工等を施すこともできる。
また、本発明において溶接方法や溶接時に用いられる溶接棒の組成は制約されるものではなく、本発明の鋳造体を溶接可能な方法として、TIG溶接、アーク溶接等が例示できる。
<Cast body>
The first cast body and the second cast body constituting the cast product of the present invention are produced by melting the molten metal and casting the above composition by centrifugal casting, stationary casting, or the like.
The obtained 1st cast body and 2nd cast body can be made into the shape according to the intended use by performing welding joining.
In addition, before performing welding, groove processing etc. can also be given as needed.
In the present invention, the welding method and the composition of the welding rod used at the time of welding are not limited, and TIG welding, arc welding, and the like can be exemplified as methods capable of welding the cast body of the present invention.

溶接により接合された鋳造体には、事前の表面処理の有無に関らず、その接合部分に熱影響部と溶金部を含む溶接部が形成される。この熱影響部には、残留応力や歪みが生じており、熱影響部の歪み線を伝ってCrが移動し、Cr酸化物が優先されて出来易く、Alが出来難い。 Regardless of the presence or absence of prior surface treatment, a welded portion including a heat-affected zone and a molten metal portion is formed at the joined portion of the cast body joined by welding. Residual stress and strain are generated in the heat-affected zone, Cr moves along the strain line of the heat-affected zone, Cr oxide is given priority, and Al 2 O 3 is difficult to make.

このような溶接部には、後工程にて熱処理を施したとしても、アルミナバリア層を構成するAlを十分に形成することはできない。 Even if heat treatment is performed in a subsequent process, Al 2 O 3 constituting the alumina barrier layer cannot be sufficiently formed in such a weld.

そこで、本発明では、鋳造体どうしを溶接した後、製品使用時に高温雰囲気と接触することとなる対象部位に表面処理を行ない、該部位の表面粗さを調整した上で、酸化雰囲気中での加熱処理を行なうようにしている。   Therefore, in the present invention, after welding the casts, surface treatment is performed on the target portion that will be in contact with the high temperature atmosphere when the product is used, and after adjusting the surface roughness of the portion, in an oxidizing atmosphere Heat treatment is performed.

<表面処理>
表面処理は、研磨処理を例示することができる。この表面処理は、製品使用時に高温雰囲気と接触することとなる対象部位の全体に行なうことが望ましい。ただし、対象部位全体を同時に行う必要はなく、溶接部以外は予め表面処理等を行なって表面粗さを調整し、溶接部のみ又は溶接部とその近傍のみに表面処理を施してもよい。
<Surface treatment>
The surface treatment can be exemplified by a polishing treatment. This surface treatment is desirably performed on the entire target portion that comes into contact with a high-temperature atmosphere when the product is used. However, it is not necessary to perform the entire target portion at the same time, and surface treatment or the like may be performed in advance except for the welded portion to adjust the surface roughness, and the surface treatment may be performed only on the welded portion or only the welded portion and the vicinity thereof.

表面処理は、対象部位の表面粗さ(Ra)が0.05〜2.5μmとなるように実施することができる。より望ましくは、表面粗さ(Ra)は0.5〜1.0μmとする。表面粗さ(Ra)が0.05μm未満であると、CrがAlに優先して酸化するが、0.05μm以上であると、Cr酸化物スケールの生成を抑えることができ、続く熱処理によりより好適にアルミナバリア層を形成することができる。2.5μm以上となると加工歪みが発生することによってCr酸化物スケールが生成されやすくなると考えられる。また、このとき表面処理により表面粗さを調整することによって、熱影響部の残留応力や歪みも同時に除去することができる。   The surface treatment can be performed so that the surface roughness (Ra) of the target site is 0.05 to 2.5 μm. More desirably, the surface roughness (Ra) is 0.5 to 1.0 μm. When the surface roughness (Ra) is less than 0.05 μm, Cr oxidizes in preference to Al. However, when it is 0.05 μm or more, the generation of Cr oxide scale can be suppressed, and the subsequent heat treatment is more effective. An alumina barrier layer can be suitably formed. When the thickness is 2.5 μm or more, it is considered that a Cr oxide scale is likely to be generated due to processing distortion. At this time, by adjusting the surface roughness by the surface treatment, the residual stress and distortion of the heat affected zone can be removed at the same time.

表面処理を研磨処理により行なう場合、番手12〜220にてペーパー研磨を行なった後、さらに番手240〜1200にて仕上げ研磨することが望ましい。   When the surface treatment is performed by a polishing process, it is desirable to perform paper polishing with a count of 12 to 220 and then finish polishing with a count of 240 to 1200.

酸処理の場合、対象部位を腐食液に所定時間浸漬することや、腐食液を塗布することで表面処理を行なうことができる。酸処理に用いられる酸には、酸以外にもアルコールを含んでいてもよい。なお、酸処理の後、対象部位に付着している腐食液は水洗い等により洗浄することが望ましい。   In the case of acid treatment, surface treatment can be performed by immersing the target site in a corrosive liquid for a predetermined time or applying a corrosive liquid. The acid used for the acid treatment may contain an alcohol in addition to the acid. It should be noted that after the acid treatment, the corrosive liquid adhering to the target site is desirably washed with water or the like.

<熱処理>
溶接により接合された鋳造体に表面処理を施した後、以下の条件の熱処理を行なう。
熱処理は、酸化性雰囲気下にて加熱処理を施すことで実施される。
酸化性雰囲気とは、酸素を20体積%以上含む酸化性ガス、又はスチームやCOが混合された酸化性環境である。また、加熱処理は、900℃以上、好ましくは1000℃以上、より好ましくは1050℃以上の温度で行ない、加熱時間は1時間以上である。
<Heat treatment>
After the surface treatment is performed on the cast bodies joined by welding, heat treatment is performed under the following conditions.
The heat treatment is performed by performing a heat treatment in an oxidizing atmosphere.
An oxidizing atmosphere is an oxidizing gas containing 20% by volume or more of oxygen, or an oxidizing environment in which steam or CO 2 is mixed. The heat treatment is performed at a temperature of 900 ° C. or higher, preferably 1000 ° C. or higher, more preferably 1050 ° C. or higher, and the heating time is 1 hour or longer.

<鋳造製品>
上記のように、溶接部に対して、溶接、表面処理及び熱処理を順に行なうことで、溶接により生ずる鋳造体の熱影響部と溶金部を含む溶接部にアルミナバリア層が安定して形成された鋳造製品を得ることができる。
<Casting products>
As described above, by sequentially performing welding, surface treatment and heat treatment on the welded portion, an alumina barrier layer is stably formed on the welded portion including the heat-affected zone and the molten metal portion of the cast body produced by welding. Casting products can be obtained.

<アルミナバリア層>
本発明の鋳造製品に形成されるAlを含むアルミナバリア層は、緻密性が高く、外部から酸素、炭素、窒素の母材への侵入を防ぐバリアとしての作用を有する。本発明では、上述のように、鋳造体を、目的とする用途の鋳造体どうしを溶接した後、製品使用時に高温雰囲気と接触することとなる部位に表面処理を行ない、該部位の表面粗さを調整し、その後に、前記部位を酸化性雰囲気中で加熱処理することにより、鋳造製品の溶接部を挟んで連続する前記表面に、アルミナバリア層として、連続してAlが形成されるようにする。これにより、鋳造体の表面にアルミナバリア層が形成されるだけでなく、溶接により鋳造体の突合せ面に生じる熱影響部を含む溶接部にもアルミナバリア層を形成することができる。
<Alumina barrier layer>
The alumina barrier layer containing Al 2 O 3 formed in the cast product of the present invention has a high density and functions as a barrier for preventing oxygen, carbon, and nitrogen from entering the base material from the outside. In the present invention, as described above, after the castings are welded to the castings for the intended use, the surface treatment is performed on the part that will come into contact with the high temperature atmosphere when the product is used, and the surface roughness of the part is obtained. After that, by heat-treating the part in an oxidizing atmosphere, Al 2 O 3 is continuously formed as an alumina barrier layer on the surface continuous across the welded portion of the cast product. So that Thereby, not only the alumina barrier layer is formed on the surface of the cast body, but also the alumina barrier layer can be formed on the welded portion including the heat affected zone generated on the butt surface of the cast body by welding.

鋳造体に形成されるアルミナバリア層の厚さは、バリア機能を効果的に発揮するために、0.05μm以上3μm以下に形成され、平均1μm程度となることが好適である。より望ましくは、アルミナバリア層の厚さは、0.5μm以上1.5μm以下である。   The thickness of the alumina barrier layer formed on the cast body is preferably 0.05 μm or more and 3 μm or less in order to effectively exhibit the barrier function, and is preferably about 1 μm on average. More desirably, the thickness of the alumina barrier layer is not less than 0.5 μm and not more than 1.5 μm.

上記Cr−Ni−Al系耐熱合金の組成を有する鋳造体は、溶接を行なった後、表面処理することなく酸化性雰囲気下で加熱処理を行なうと、特に表面粗さの大きい溶接部にアルミナバリア層が形成されない。このため、溶接部から酸化や浸炭等の影響を受ける。
また、鋳造体の最表面にCrを主体とするCr酸化物スケールが分散して形成されて、前述したように剥離し易く、剥離する際にその下にあるアルミナバリア層が一緒に剥がれることもある。
The cast body having the composition of the Cr—Ni—Al heat-resistant alloy is welded and then subjected to heat treatment in an oxidizing atmosphere without surface treatment. A layer is not formed. For this reason, it is affected by oxidation, carburization and the like from the weld.
In addition, a Cr oxide scale mainly composed of Cr 2 C 3 is formed on the outermost surface of the cast body, and as described above, it is easy to peel off. It may be peeled off.

そこで、本発明では、上述のとおり、鋳造体どうしを溶接した後に、熱処理によるアルミナバリア層形成前の鋳造製品の表面処理によって表面粗さを調整することにより、溶接により生ずる鋳造体の熱影響部を含む溶接部にアルミナバリア層を安定して形成することができる。   Therefore, in the present invention, as described above, after the castings are welded to each other, the surface roughness is adjusted by the surface treatment of the cast product before the formation of the alumina barrier layer by heat treatment, so that the heat-affected zone of the castings produced by welding is adjusted. An alumina barrier layer can be stably formed on the welded portion including

なお、本発明の鋳造製品の表面をSEM/EDXで調べたとき、アルミナバリア層の上にCr酸化物スケールが一部形成されることがある。その理由として、アルミナバリア層の内部に形成されたCr酸化物スケールが、Alにより製品表面まで押し上げられるからである。しかしながら、この酸化物スケールは少ない方がよく、製品表面の20面積%未満となるようにして、Alが80面積%以上を占めるようにすることが好適である。 When the surface of the cast product of the present invention is examined by SEM / EDX, a part of the Cr oxide scale may be formed on the alumina barrier layer. This is because the Cr oxide scale formed inside the alumina barrier layer is pushed up to the product surface by Al 2 O 3 . However, it is preferable that the oxide scale is small, and it is preferable that Al 2 O 3 occupies 80 area% or more so that it is less than 20 area% on the product surface.

高周波誘導溶解炉の大気溶解により溶湯を溶製し、金型遠心力鋳造により、下記表1に掲げる合金化学組成の管体(外径59mm、肉厚8mm、長さ3000mm)を夫々2本ずつ鋳造し、管体の一辺に開先加工を施して、対となる同じ組成の管体どうしを突合せ溶接により接合した。
なお、表1中、「REM」は希土類元素を表わす。
The molten metal is melted by melting in the air in a high-frequency induction melting furnace, and two tubes (outer diameter 59 mm, wall thickness 8 mm, length 3000 mm) of the alloy chemical composition listed in Table 1 are cast by mold centrifugal force casting. Casting was performed on one side of the pipe, and pipes having the same composition as a pair were joined to each other by butt welding.
In Table 1, “REM” represents a rare earth element.

得られた供試管は、供試管No.1〜No.8が本発明の実施例、供試管No.11〜No.13が比較例である。より具体的には、比較例は、供試管No.11が本発明の合金化学組成に対してAlを多く含む比較例、供試管No.12は本発明の合金化学組成に対してNiを多く含む比較例、供試管No.13は合金化学組成が本発明に含まれるが、溶接部に表面処理を施していない比較例である。   The obtained test tube was a test tube No. 1-No. 8 is an example of the present invention; 11-No. 13 is a comparative example. More specifically, the comparative example is a test tube No. No. 11 is a comparative example containing a large amount of Al with respect to the alloy chemical composition of the present invention, test tube No. 11 No. 12 is a comparative example containing a large amount of Ni with respect to the chemical composition of the alloy of the present invention, test tube no. Reference numeral 13 is a comparative example in which the chemical composition of the alloy is included in the present invention, but no surface treatment is applied to the welded portion.

<表面処理>
これら供試管に対し、管内面側の溶接部を中心として幅方向に約20mm〜40mmの範囲に粗加工であるスカイビングを行なった。
さらに、供試管No.1〜No.8、No.11及びNo.12(即ち、供試管No.13以外)については、ペーパー研磨による表面処理を行なった。
各供試管の溶接部における表面粗さ(Ra)を表1に示している。
<Surface treatment>
These test tubes were subjected to roughing skiving in the range of about 20 mm to 40 mm in the width direction around the welded portion on the inner surface side of the tube.
Furthermore, test tube No. 1-No. 8, no. 11 and no. 12 (that is, other than test tube No. 13) was subjected to surface treatment by paper polishing.
Table 1 shows the surface roughness (Ra) at the welded portion of each test tube.

<熱処理前の目視観察>
発明例である供試管No.4と、比較例である供試管No.13について、供試管を軸方向に切断した写真を夫々図1及び図2に示す。
図1と図2を比較すると、本発明例である供試No.4は、溶接部に光沢があり、面処理により溶接部の凹凸が低減していることがわかる。
<Visual observation before heat treatment>
Test tube No. which is an example of the invention. 4 and test tube No. which is a comparative example. The photograph which cut | disconnected the test tube to the axial direction about 13 is shown in FIG.1 and FIG.2, respectively.
When FIG. 1 is compared with FIG. 4 shows that the welded portion is glossy, and the unevenness of the welded portion is reduced by the surface treatment.

<熱処理>
表面処理の後、すべての供試管について、大気中(酸素約21%)、1000℃、10時間の加熱を施し、加熱後、炉冷する処理を行なった。
<Heat treatment>
After the surface treatment, all the test tubes were heated in air (approximately 21% oxygen) at 1000 ° C. for 10 hours, and then heated and cooled in the furnace.

<表面測定>
前記処理を行なった後の各試験管について、溶接部を含む幅20mm×長さ30mmの供試片を切り出し、供試片の内側の溶接部に形成されたアルミナバリア層の皮膜厚さ(μm)とAlの面積率(%)を測定した。その測定方法を以下に示し、また、これらの測定結果を表2中に「皮膜厚さ」、「面積率」として記載している。
<Surface measurement>
About each test tube after performing the said process, the test piece of width 20mm x length 30mm including a welding part is cut out, and the film thickness (micrometer) of the alumina barrier layer formed in the welding part inside a test piece ) And Al 2 O 3 area ratio (%). The measurement method is shown below, and these measurement results are shown in Table 2 as “film thickness” and “area ratio”.

<皮膜厚さの測定>
供試片の溶接部表面に対するアルミナバリア層の層厚の測定は、SEM(走査型電子顕微鏡)により行なった。なお、アルミナバリア層が生成されなかったもの、アルミナバリア層の一部に厚さ0.05μm未満(厚さゼロを含む)の箇所が断続的に存在するものは、表2中、「N」の文字を付している。
<Measurement of film thickness>
The layer thickness of the alumina barrier layer with respect to the surface of the welded part of the test piece was measured by SEM (scanning electron microscope). In Table 2, “N” indicates that no alumina barrier layer was produced, and that the portion having a thickness of less than 0.05 μm (including zero thickness) intermittently exists in a part of the alumina barrier layer. The letter is attached.

<皮膜の面積率測定>
供試片の溶接部表面に対するAlの面積率は、SEM/EDX(走査型分析電子顕微鏡)測定試験機を用いた。測定は、供試片の溶接部表面の1.35mm×1mmの領域について実施し、Alの分布状況を面分析して、その分布量を面積率に換算した。
<Measurement of coating area ratio>
The area ratio of Al 2 O 3 with respect to the weld surface of the test piece was measured using a SEM / EDX (scanning analytical electron microscope) measurement tester. The measurement was performed on a 1.35 mm × 1 mm region on the surface of the welded part of the test piece, and the distribution state of Al was subjected to surface analysis, and the distribution amount was converted into an area ratio.

<延性試験>
供試管から引張試験片をJIS Z2201に準拠して試験片を作製し、延性試験を行なった。
具体的には、試験片は、溶接部を含む平行部径10mm、平行部長さ50mmを加工し、JIS Z2241の金属材料引張試験方法に従って延性試験を行なった。なお、試験は室温で行なったが、その理由は、高温で行なうよりも差が明確に現れるためである。
<Ductility test>
A tensile test piece was prepared from the test tube according to JIS Z2201, and a ductility test was performed.
Specifically, the test piece was processed to have a parallel part diameter of 10 mm including the welded part and a parallel part length of 50 mm, and a ductility test was performed according to the metal material tensile test method of JIS Z2241. Note that the test was performed at room temperature because the difference appears more clearly than at high temperatures.

上記各試験の結果を表2に示す。なお、表2中、「−」の表示は、測定又は試験を行わなかったことを示す。   Table 2 shows the results of the above tests. In Table 2, “-” indicates that measurement or test was not performed.

<試験結果の考察>
表2を参照すると、発明例である供試管No.1〜No.8は、比較例である供試管No.11〜No.13に比して、アルミナバリア層の皮膜厚さ及び面積率は何れも良好であることが判る。
<Consideration of test results>
Referring to Table 2, test tube No. which is an example of the invention. 1-No. No. 8 is a test tube No. which is a comparative example. 11-No. It can be seen that the film thickness and area ratio of the alumina barrier layer are both better than 13.

発明例について考察すると、皮膜厚さは、何れも0.05μm以上3μm以下の好適な範囲に入っていることが判る。また、引張延性も十分であることが判る。
発明例どうしを比較したときに、供試管No.7及びNo.8は、皮膜厚さ及び面積率の点で他の発明例に比べて劣るが、これは、供試管No.7の表面処理による表面粗さが粗く、供試管No.8の表面処理における表面粗さが細かすぎるためである。従って、溶接部のアルミナバリア層が80面積%以上となるには、溶接部に施す表面処理は、表面粗さ(Ra)を0.05〜2.5μmとすることが好適であることが判る。
Considering the inventive examples, it can be seen that the film thicknesses are all in the preferred range of 0.05 μm or more and 3 μm or less. It can also be seen that the tensile ductility is sufficient.
When the inventive examples were compared, the test tube No. 7 and no. 8 is inferior to other invention examples in terms of film thickness and area ratio. The surface roughness due to the surface treatment of No. 7 is rough. This is because the surface roughness in the surface treatment No. 8 is too fine. Therefore, it can be seen that the surface roughness (Ra) of 0.05 to 2.5 μm is suitable for the surface treatment applied to the welded portion so that the alumina barrier layer of the welded portion is 80 area% or more.

一方、比較例については、供試管No.11は、好適なアルミナバリア層が形成されているが、引張延性の点で劣る。これは、合金化学組成中のAlの含有量が4%を越えているためである。従って、Alの含有量は4%以下が好適であることあることが判る。   On the other hand, for the comparative example, the test tube No. No. 11 is inferior in tensile ductility although a suitable alumina barrier layer is formed. This is because the Al content in the alloy chemical composition exceeds 4%. Therefore, it can be seen that the Al content is preferably 4% or less.

また、供試管No.12及びNo.13は、十分なアルミナバリア層が形成されていない。供試管No.12は、合金化学組成中のNiの含有量が18%よりも低いためであり、その結果、Feの含有量が相対的に多くなり、鋳造体の表面にCr−Fe−Mn酸化物が生成され易くなって、アルミナバリア層の生成が阻害されたためである。供試No.13は、合金化学組成は本発明の範囲に含まれるが、表面処理を行わなかった結果、表面粗さが粗く、アルミナバリア層の生成が阻害されたためである。   In addition, test tube No. 12 and no. In No. 13, a sufficient alumina barrier layer is not formed. Test tube No. No. 12 is because the content of Ni in the alloy chemical composition is lower than 18%. As a result, the content of Fe is relatively increased, and a Cr—Fe—Mn oxide is generated on the surface of the cast body. This is because the formation of the alumina barrier layer is hindered. Test No. 13 is because the chemical composition of the alloy is within the scope of the present invention, but as a result of not performing the surface treatment, the surface roughness is rough and the formation of the alumina barrier layer is inhibited.

上記より、発明例である供試管は、比較例である供試管に比して、好適なアルミナバリア層が形成されていることがわかる。   From the above, it can be seen that the sample tube of the invention example has a suitable alumina barrier layer formed as compared to the sample tube of the comparative example.

<断面分析>
また、本発明の実施例である供試管No.4と、比較例である供試管No.13から得られた供試片について、溶接部に対して垂直な断面写真を撮影すると共に、断面SEM分析を行なった。断面SEM分析に際し、供試片にNiメッキを施して、ステンレス鋼シートで覆い、さらにその上から樹脂被覆を施した。
得られた発明例と比較例の断面写真を夫々図3及び図4に、発明例と比較例の断面SEM分析による拡大写真を夫々図5及び図6に示す。
図を参照すると、発明例は、皮膜厚さ0.5μmのアルミナバリア層が基材の表面に均一に形成されていることがわかる。一方、比較例は、表面の凹凸が大きく、アルミナバリア層が上手く形成されていないことが判る。
これら断面写真からも本発明の優位性が理解されるであろう。
<Cross-section analysis>
In addition, test tube No. which is an example of the present invention. 4 and test tube No. which is a comparative example. With respect to the specimen obtained from No. 13, a cross-sectional photograph perpendicular to the weld was taken and a cross-sectional SEM analysis was performed. In the cross-sectional SEM analysis, the specimen was plated with Ni, covered with a stainless steel sheet, and further coated with a resin.
Cross-sectional photographs of the obtained invention examples and comparative examples are shown in FIGS. 3 and 4, respectively, and enlarged photographs of the invention examples and comparative examples by cross-sectional SEM analysis are shown in FIGS. 5 and 6, respectively.
Referring to the figure, it can be seen that in the inventive example, an alumina barrier layer having a film thickness of 0.5 μm is uniformly formed on the surface of the substrate. On the other hand, it can be seen that the comparative example has large surface irregularities and the alumina barrier layer is not well formed.
The advantages of the present invention will be understood from these cross-sectional photographs.

上記実施例に示されるように、本発明の鋳造体は、溶接部に表面処理を施した後、熱処理を行なったことで、溶接部を含めた鋳造体の表面全体に均一なアルミナバリア層を形成できるから、外部雰囲気からの酸素、炭素、窒素等の侵入は効果的に防止され、溶接部を含む鋳造体全体として、高温におけるすぐれた繰返し耐酸化性、耐浸炭性、耐窒化性、耐食性等を長期にわたって維持することができる。   As shown in the above examples, the cast body of the present invention has a uniform alumina barrier layer on the entire surface of the cast body including the welded part by performing a surface treatment on the welded part and then performing a heat treatment. Since it can be formed, intrusion of oxygen, carbon, nitrogen, etc. from the outside atmosphere is effectively prevented, and the entire cast body including the welded portion has excellent repeated oxidation resistance, carburization resistance, nitriding resistance, and corrosion resistance at high temperatures. Etc. can be maintained over a long period of time.

本発明は、溶接部にもアルミナバリア層が形成された鋳造製品及びその製造方法として有用である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful as a cast product in which an alumina barrier layer is also formed in a welded part and a method for manufacturing the same.

Claims (15)

高温雰囲気で使用される鋳造製品であって、質量%にて、Cr15%以上Ni18%以上を含有し、Alを2〜4%含有する耐熱合金の第1鋳造体と第2鋳造体を溶接することにより得られる鋳造製品の製造方法であって、
第1鋳造体と第2鋳造体を溶接により接合するステップ、
接合された溶接部に表面処理を施すステップ、
表面処理を施した溶接部に熱処理を施すステップと、
を含んでいることを特徴とする鋳造製品の製造方法。
A cast product to be used in a high temperature atmosphere, wherein the first cast body and the second cast body of a heat-resistant alloy containing 15% or more of Cr and 18% or more of Ni and 2 to 4% of Al are welded by mass%. A method for producing a cast product obtained by:
Joining the first cast body and the second cast body by welding;
Applying a surface treatment to the welded joint;
Applying a heat treatment to the surface-treated weld,
The manufacturing method of the casting product characterized by including.
表面処理は、研磨処理である請求項1に記載の鋳造製品の製造方法。   The method for producing a cast product according to claim 1, wherein the surface treatment is a polishing treatment. 表面処理は、酸処理である請求項1に記載の鋳造製品の製造方法。   2. The method for producing a cast product according to claim 1, wherein the surface treatment is acid treatment. 熱処理により、鋳造体の表面に、厚み0.05μm以上のAlを含むアルミナバリア層が形成される請求項1乃至請求項3に記載の鋳造製品の製造方法。 The method for producing a cast product according to any one of claims 1 to 3 , wherein an alumina barrier layer containing Al 2 O 3 having a thickness of 0.05 µm or more is formed on the surface of the cast body by heat treatment. 第1鋳造体及び第2鋳造体は、質量%にて、C:0.05〜0.7%、Si:0%を越えて2.5%以下、Mn:0%を越えて3.0%未満、Cr:15〜50%、Ni:18〜70%、Al:2〜4%、希土類元素:0.005〜0.4%、並びに、W:0.5〜10%及び/又はMo:0.1〜5%を含有し、残部Fe及び不可避的不純物からなる請求項1乃至請求項4の何れかに記載の鋳造製品の製造方法。   The first cast body and the second cast body are, in mass%, C: 0.05 to 0.7%, Si: more than 0% to 2.5% or less, Mn: more than 0% to 3.0% %: Cr: 15-50%, Ni: 18-70%, Al: 2-4%, Rare earth elements: 0.005-0.4%, and W: 0.5-10% and / or Mo The method for producing a cast product according to any one of claims 1 to 4, comprising 0.1 to 5%, and comprising the balance Fe and inevitable impurities. 第1鋳造体及び第2鋳造体は、さらに、質量%にて、Ti:0.01〜0.6%、Zr:0.01%〜0.6%及びNb:0.1〜3.0%の少なくとも一種を含有する請求項5に記載の鋳造製品の製造方法。   Further, the first cast body and the second cast body are, in mass%, Ti: 0.01 to 0.6%, Zr: 0.01% to 0.6%, and Nb: 0.1 to 3.0. The manufacturing method of the cast product of Claim 5 containing at least 1 type of%. 第1鋳造製体及び第2鋳造体は、さらに、質量%にて、B:0.01%を越えて0.1%以下を含有する請求項5又は請求項6に記載の鋳造製品の製造方法。   The cast product according to claim 5 or 6, wherein the first cast product and the second cast product further contain, in mass%, B: more than 0.01% and 0.1% or less. Method. 第1鋳造体と第2鋳造体は、夫々管体であって、接合は、突合せ溶接により行なわれる請求項1乃至請求項7の何れかに記載の鋳造製品の製造方法。   The method for manufacturing a cast product according to any one of claims 1 to 7, wherein the first cast body and the second cast body are pipe bodies, and the joining is performed by butt welding. 請求項1乃至請求項8の何れかに記載の鋳造製品の製造方法により製造された鋳造製品であって、鋳造製品の表面に、厚み0.05μm以上のAlを含むアルミナバリア層が形成される鋳造製品。 A cast product manufactured by the method for manufacturing a cast product according to any one of claims 1 to 8, wherein an alumina barrier layer containing Al 2 O 3 having a thickness of 0.05 µm or more is formed on the surface of the cast product. Casting product formed. 高温雰囲気で使用され、質量%にて、Cr15%以上Ni18%以上を含有し、Alを2〜4%含有する耐熱合金の第1鋳造体と第2鋳造体を溶接してなる鋳造製品であって、
第1鋳造体と第2鋳造体の溶接部は、Alを含むアルミナバリア層で被覆されていることを特徴とする鋳造製品。
It is a cast product formed by welding a first cast body and a second cast body of a heat-resistant alloy which is used in a high temperature atmosphere and contains Cr 15% or more Ni 18% or more and Al 2 to 4% by mass%. And
A welded product of the first cast body and the second cast body is coated with an alumina barrier layer containing Al 2 O 3 .
アルミナバリア層は、第1鋳造体、溶接部及び第2鋳造体で連続的に繋がっている請求項10に記載の鋳造製品。   The cast product according to claim 10, wherein the alumina barrier layer is continuously connected by the first cast body, the welded portion, and the second cast body. アルミナバリア層は、溶接部の50%以上を被覆しており、厚み0.05μm以上である請求項10又は請求項11に記載の鋳造製品。   The cast product according to claim 10 or 11, wherein the alumina barrier layer covers 50% or more of the welded portion and has a thickness of 0.05 µm or more. 第1鋳造体と第2鋳造体は、質量%にて、C:0.05〜0.7%、Si:0%を越えて2.5%以下、Mn:0%を越えて3.0%未満、Cr:15〜50%、Ni:18〜70%、Al:2〜4%、希土類元素:0.005〜0.4%、並びに、W:0.5〜10%及び/又はMo:0.1〜5%を含有し、残部Fe及び不可避的不純物からなる請求項10乃至請求項12の何れかに記載の鋳造製品。   The first cast body and the second cast body are, in mass%, C: 0.05 to 0.7%, Si: more than 0% to 2.5% or less, Mn: more than 0% to 3.0% %: Cr: 15-50%, Ni: 18-70%, Al: 2-4%, Rare earth elements: 0.005-0.4%, and W: 0.5-10% and / or Mo The cast product according to any one of claims 10 to 12, comprising 0.1 to 5%, and comprising the balance Fe and inevitable impurities. 第1鋳造体と第2鋳造体は、さらに、質量%にて、Ti:0.01〜0.6%、Zr:0.01%〜0.6%及びNb:0.1〜3.0%の少なくとも一種を含有する請求項13に記載の鋳造製品。   The first cast body and the second cast body are further, in mass%, Ti: 0.01 to 0.6%, Zr: 0.01% to 0.6%, and Nb: 0.1 to 3.0. The cast product according to claim 13, which contains at least one of%. 第1鋳造体と第2鋳造体は、さらに、質量%にて、B:0.01%を越えて0.1%以下を含有する請求項13又は請求項14に記載の鋳造製品。   The cast product according to claim 13 or 14, wherein the first cast body and the second cast body further contain, in mass%, B: more than 0.01% and 0.1% or less.
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