JP2023522735A - 火力発電ユニット用高強度超合金及びその加工プロセス - Google Patents
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Abstract
Description
火力発電ユニット用高強度超合金は、質量%で、0.05%~0.08%のC、14%~17%のCr、0.5%以下のMn、0.5%以下のSi、1.0%~2.5%のW、0.3%~2.0%のMo、2.0%~2.5%のTi、1.0%~1.5%のAl、0.003%以下のB、0.03%以下のZr、37%~48%のFe及びマージンとしてNiを含む。
ステップ(1)-製錬及び均質化処理:質量%で、0.05%~0.08%のC、14%~17%のCr、0.5%以下のMn、0.5%以下のSi、1.0%~2.5%のW、0.3%~2.0%のMo、2.0%~2.5%のTi、1.0%~1.5%のAl、0.003%以下のB、0.03%以下のZr、37%~48%のFe及びマージンとしてNiを取り、真空下で、Cr、Ni、W、Si、Mn、Mo及びFeを溶融して精錬した後、アルゴンガスの保護下でAl、Ti、B、Zr及びCを添加して鋳造し、凝固させた後、最後に均質化処理を行った後、室温まで空冷する。
ステップ(1)-製錬及び均質化処理:上記の合金を誘導電気アーク炉で製錬し、誘導電気アーク炉は酸化マグネシウムアルカリ炉ライニングを用い、溶解製錬する前に、純ニッケル洗浄炉を採用し、合金原料を添加する前に、ショットブラスト処理を行う。真空度を0.3Pa~0.5Paの範囲内に制御し、合金中のCr、Ni、W、Si、Mn、Mo及びFeが完全に溶融された後、0.5~1時間精錬し、次に、高純度のアルゴンガスを入れて保護する環境下でAl、Ti、B、Zr及びCを添加して鋳造する。凝固させた後、インゴットを1050℃~1120℃の範囲内で24時間~72時間均質化処理した後、室温まで空冷する。
本実施例における火力発電ユニット用高強度超合金は、質量%で0.06%のC、16%のCr、0.2%のMn、0.15%のSi、1.6%のW、1.2%のMo、2.2%のTi、1.4%のAl、0.002%のB、0.02%のZr、37%のFe及びマージンとしてNiを含む。
本実施例における高強度超合金は、質量%で0.07%のC、15%のCr、0.2%のMn、0.15%のSi、2.2%のW、0.4%のMo、2.2%のTi、1.4%のAl、0.002%のB、0.02%のZr、47%のFe及びマージンとしてNiを含む。合金の溶解製錬は、酸化マグネシウムアルカリラ炉ライニングを用い、溶解製錬する前に純ニッケル洗浄炉を用い、合金原料を添加する前にショットブラスト処理を行う。合金は、誘導電気アーク炉で溶解製錬し、真空度を0.35Paに制御し、Cr、Ni及びWなどの元素が完全に溶融した後、40分間精錬し、Al、Ti、B、Zr及びCを添加する前に、高純度のアルゴンガスを入れ保護する。Cr、Ni及びWなどの合金原料が完全に溶融した後、脱酸のためにコークスを添加し、その添加質量が合金原料中のC元素質量の40%を超えないようにする。完了した後、二次脱酸のためにNi-Mg合金を添加し、最後にAl、Ti、B、Zr及びCなど焼損しやすい元素を添加し、5分間攪拌した後に炉から取り出し、その鋳造温度は1650℃である。合金の鋳造は金型を用い、鋳造した後、硝酸ナトリウム+酸化アルミ発熱剤で溶鋼表面を被覆することによって、凝固速度を低下させ、溶融金属の候補縮小を促進する。硝酸ナトリウム対酸化アルミ発熱剤の比率は当業者に周知である。
ステップ(1)-製錬及び均質化処理:質量%で0.05%のC、14%のCr、0.5%のMn、0.1%のSi、1.0%のW、2.0%のMo、2.0%のTi、1.0%のAl、0.003%のB、0.01%のZr、37%のFe及びマージンとしてNiを取る。
ステップ(1)-製錬及び均質化処理:質量%で0.08%のC、15%のCr、0.2%のMn、0.5%のSi、2.5%のW、1.0%のMo、2.0%のTi、1.5%のAl、0.001%のB、0.02%のZr、48%のFe及びマージンとしてNiを取る。
ステップ(1)-製錬及び均質化処理:質量%で0.06%のC、17%のCr、0.1%のMn、0.3%のSi、2.0%のW、0.3%のMo、2.1%のTi、1.3%のAl、0.01%のZr、42%のFe及びマージンとしてNiを取る。
Claims (10)
- 質量%で0.05%~0.08%のC、14%~17%のCr、0.5%以下のMn、0.5%以下のSi、1.0%~2.5%のW、0.3%~2.0%のMo、2.0%~2.5%のTi、1.0%~1.5%のAl、0.003%以下のB、0.03%以下のZr、37%~48%のFe及びマージンとしてNiを含むことを特徴とする、火力発電ユニット用高強度超合金。
- 火力発電ユニット用高強度超合金の調製プロセスであって、以下のステップ、
製錬及び均質化処理:質量%で0.05%~0.08%のC、14%~17%のCr、0.5%以下のMn、0.5%以下のSi、1.0%~2.5%のW、0.3%~2.0%のMo、2.0%~2.5%のTi、1.0%~1.5%のAl、0.003%以下のB、0.03%以下のZr、37%~48%のFe及びマージンとしてNiを取り、真空下で、Cr、Ni、W、Si、Mn、Mo及びFeを溶融して精錬した後、アルゴンガスの保護下でAl、Ti、B、Zr及びCを添加して鋳造し、凝固後、最後に均質化処理を行った後、室温まで空冷する、ステップ(1)、
鍛造及びビレット:ステップ(1)で製錬及び均質化処理された合金を、γ'析出温度より200℃~250℃高い温度でビレット及び鍛造し、各パスの変形量が30%以上で、最終の総変形量が70%以上である、ステップ(2)、
高温圧延:ステップ(2)で鍛造及びビレットされた合金を、γ'析出温度より150℃~200℃高い温度で高温圧延し、各パスの変形量が35%以上で、最終の総変形量が80%以上である、ステップ(3)、及び
高温ソソロイド及び時効処理:ステップ(3)で高温圧延された合金を高温ソソロイド及び時効処理するステップ(4)を含むことを特徴とする、火力発電ユニット用高強度超合金の調製プロセス。 - ステップ(1)において、精錬時間が0.5~1時間であることを特徴とする、請求項2に記載の火力発電ユニット用高強度超合金の調製プロセス。
- ステップ(1)の具体的な過程は、真空度が0.3Pa~0.5Paに達した場合、Cr、Ni、W、Si、Mn、Mo及びFeを溶融させた後、脱酸のためにコークスを添加し、コークス脱酸の添加質量がCの質量の25%~50%を超えず、次に、Ni-Mg合金を添加して二次脱酸を行い、最後にAl、Ti、B、Zr及びCを添加し、5分~10分間攪拌した後、鋳造のために炉から取り出し、鋳造温度が1600℃以上であり、その後凝固させ、最後に均質化処理を行った後、室温まで空冷することを特徴とする、請求項2に記載の火力発電ユニット用高強度超合金の調製プロセス。
- ステップ(1)において、鋳造する際に金型を用い、凝固する際にアルミ発熱剤を用いて溶鋼表面を被覆することを特徴とする、請求項2に記載の火力発電ユニット用高強度超合金の調製プロセス。
- ステップ(1)における均質化処理は、具体的に、10℃/分~30℃/分の昇温速度で室温から1050℃~1120℃まで昇温させ、24時間保温することを特徴とする、請求項2に記載の火力発電ユニット用高強度超合金の調製プロセス。
- ステップ(1)において、凝固させた後、900℃~980℃で1.0~1.5時間保温し、その後、均質化処理を行うことを特徴とする、請求項2に記載の火力発電ユニット用高強度超合金の調製プロセス。
- ステップ(2)において、鍛造及びビレットの各パスが完了した後、保温のために炉に戻し、保温時間Tと炉外時間tは、5t≦T≦10tを満たすことを特徴とする、請求項2に記載の火力発電ユニット用高強度超合金の調製プロセス。
- ステップ(3)において、高温圧延の各パスが完了した後、保温のために炉に戻し、保温時間Tと炉外時間tは、5t≦T≦10tを満たすことを特徴とする、請求項2に記載の火力発電ユニット用高強度超合金の調製プロセス。
- ステップ(4)の具体的な過程は、まず1100℃~1125℃まで昇温させ3~5時間ソソロイドした後、室温まで空冷させ、次に、10℃/分~30℃/分の昇温速度で室温から630℃~680℃まで昇温させ、7~10時間保温した後に空冷し、最後に、10℃/分~30℃/分の昇温速度で室温から740℃~800℃まで昇温させ、1~3時間保温した後に空冷することを特徴とする、請求項2に記載の火力発電ユニット用高強度超合金の調製プロセス。
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