JP2500272B2 - 耐熱性合金の製造方法 - Google Patents

耐熱性合金の製造方法

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    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/10Alloys containing non-metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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    • C23C8/06Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
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    • C23C8/10Oxidising
    • C23C8/16Oxidising using oxygen-containing compounds, e.g. water, carbon dioxide

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、表面に凹凸を有する焼
結合金、特にハニカム等の複雑・薄肉な形状を有する焼
結合金に有効に用いることができる耐熱性合金の製造方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、防錆や潤滑能を向上させる目
的で鉄系部品を水蒸気中に保持する、いわゆる水蒸気処
理が行なわれている。この方法は500〜600℃の加
圧水蒸気中に保持しFe34 被膜を形成する技術で、
高温における酸化等に関しては保護膜として機能しない
欠点がある。また、耐熱性被膜を形成する方法として、
例えば、米国特許第4915751号、特公平3−12
79号、および特開平2−270904号などが提案さ
れている。
【0003】米国特許第4915751号には、ステン
レスフォイルを900〜960℃及び960〜1000
℃で2度熱処理しアルミナウイスカーを析出させること
が記載されている。また、特公平3−1279号には、
Mgを含むステンレスフォイルを1000〜1150℃
の真空又は水素雰囲気中で熱処理することにより精製
し、さらにCO2 中で処理することが示されている。更
に、特開平2−270904号においては、特定の温度
範囲(950〜1350℃)の酸化雰囲気(空気、酸
素、CO2 、H2 /H2Oなど)中で処理することが記
載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、米国特
許第4915751号に記載の方法では、2段にわたる
処理が必要で温度制御が困難であり、しかもコストがか
かるという問題がある。特公平3−1279号に記載の
技術では、Mgを含むステンレスに限り有効であり、又
精製工程に時間を要するという問題がある。加えて、米
国特許第4915751号および特公平3−1279号
に記載の技術は、溶解、圧延によって製造された気孔の
ないステンレスに関する処理技術である。
【0005】また、特開平2−270904号において
は、H2 /H2 O雰囲気下での処理も行なわれている
が、具体的な処理条件は示されておらず、また得られる
膜も耐久性が不充分である。本発明者は、焼結合金等や
表面に凹凸を有する耐熱性金属製品等について種々実験
・検討を行なったところ、乾燥した雰囲気で金属酸化膜
を被覆した場合、局所的に異常酸化が起きやすく、逆に
水分が局所的な異常酸化の発生を抑制することを見出し
た。本発明はこれらの知見に基づき、完成したものであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】即ち本発明の目的は、平
滑性、均質性に優れた異常酸化の少ない良好な保護膜が
形成された耐熱性合金を得ることができる製造方法を提
供することである。そしてその目的は、本発明によれ
ば、焼結合金を800〜1300℃で、かつ露点換算で
5〜60℃の水蒸気添加雰囲気内に保持し、耐熱性金属
酸化物を被覆することを特徴とする耐熱性合金の製造方
法、により達成することができる。
【0007】
【作用】本発明では、焼結合金をさらに特定の処理温度
および水蒸気添加雰囲気に保持して、その表面に耐熱性
金属酸化物を被覆する。本発明の製造方法は、表面に凹
凸を有する焼結合金に対して特に有効であり、また、気
相を介した処理のため、ハニカム等の如き複雑で薄肉な
形状の焼結合金に好適に適用することができる。
【0008】本発明において、水蒸気の作用は明確では
ないが、下記式のように、Alによって還元され生成し
た水素がFe23 等の不純物酸化物の還元を促進する
ことによって、ある種の精製を行ない、均質な膜形成を
促進するものと推定される。 2Al+3H2 O →Al23 +6(H) Fe23 +6(H)→2Fe+3H2 O〔ここで、
(H)は原子状水素〕
【0009】本発明においては、処理温度は800〜1
300℃の範囲であり、処理温度が800℃より低い場
合には、アルミナ質保護膜にFe分が多く含まれ保護作
用が不充分となり、一方、処理温度が1300℃を超え
ると酸化速度が早いため不均一な保護膜が多量に形成さ
れ、異常酸化の原因となったり、被処理品が粒成長する
等により機械特性の劣化が生じる。なお好ましい処理温
度は1000〜1200℃である。
【0010】また、雰囲気への水蒸気添加量(水分量)
は、多すぎると処理中に腐食等が生じ易く耐酸化性や耐
食性が劣化するため、露点換算で60℃以下が好まし
い。逆に水分量が少なすぎると均質な膜が形成され難い
ため、局所的に酸化が進み耐酸化性や耐食性が劣化する
ことから、露点換算で5℃以上、さらには15℃以上が
好ましい。また、装置コストの点から40℃以下で、か
つ処理装置の周囲の温度における飽和水蒸気量以下とす
ることが好ましい。又、雰囲気として水素や酸素、また
は酸素と窒素の混合雰囲気を用いた場合には、30℃以
上が好ましい。
【0011】次いで、処理雰囲気としては特に限定され
ず、水素、不活性ガス、空気、酸素等の雰囲気が挙げら
れるが、水素雰囲気下、不活性ガス雰囲気下が好まし
い。この理由としては雰囲気に含まれる酸素の絶対量が
少なく、水による酸化が主体的になるためと考えられ
る。保持時間は、短すぎると膜やマトリクスとの界面が
安定化されず保護作用が劣るため、30分以上、さらに
は1時間以上が好ましく、一方コスト面から10時間以
下、さらには5時間以下が好ましい。
【0012】以上のように、本発明における処理条件の
うち、処理温度および水蒸気添加量(水分量)は膜質に
大きく影響するが、その他の雰囲気、保持時間、酸化処
理量も膜質に影響する。なお本発明において、処理対象
となる焼結合金は、Alを含み、かつその溶融温度が処
理温度以上であることが必要であるが、その他の成分と
しては特に制限はなく、例えば、Fe、Cr、B、S
i、La、Ce、Cu、Sn、Y、Ti、Co、Ni、
Ca、アルカリ土類、ランタノイド類、Hf、Zr等の
内の一種以上を含んでいてもよい。
【0013】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて更に詳しく
説明するが、本発明はこれらの実施例に限られるもので
はない。 (実施例1)Fe−20Cr−5Al(重量%)の組成
を有し、気孔率が26%の焼結合金を作製し、その表面
への被膜を形成する処理条件を検討した。尚、Fe−2
0Cr−5Al組成の焼結合金は、Fe粉、Fe−50
Al粉およびFe−60Cr粉を原料として用い、13
20℃で焼成したものである。
【0014】得られた被膜形成焼結合金について、耐酸
化性、総酸化量および異常酸化の有無を測定した。結果
を表1に示す。なお耐酸化性試験は、電気炉に980℃
で700時間保持し、試料の重量増、寸法変化で評価し
た。また、総酸化量は、近似的に〔予備酸化時(酸化被
膜形成時)の重量増〕+〔耐酸化性試験(980℃で7
00時間保持)による重量増〕とした。
【0015】
【表1】
【0016】(実施例2)Fe−26Al(重量%)の
組成を有し、気孔率が35%の焼結合金を作製し、その
表面への被膜を形成する処理条件を検討した。尚、Fe
−26Al組成の焼結合金は、Fe粉とFe−50Al
粉を原料として用い、1250℃で焼成したものであ
る。得られた被膜形成焼結合金について、実施例1と同
様に耐酸化性、総酸化量および異常酸化の有無を測定し
た。結果を表2に示す。
【0017】
【表2】
【0018】(実施例3)Fe−20Cr−5Al−3
Si−0.05B(重量%)の組成を有し、気孔率が5
%の焼結合金を作製し、その表面への被膜を形成する処
理条件を検討した。尚、Fe−20Cr−5Al−3S
i−0.05B組成の焼結合金は、Fe粉、Fe−50
Al粉、Fe−20B粉、Cr粉、Fe−75Si粉を
原料として用い、1300℃で焼成したものである。得
られた被膜形成焼結合金について、実施例1と同様に耐
酸化性、総酸化量および異常酸化の有無を測定した。結
果を表3に示す。
【0019】
【表3】
【0020】表1〜3の結果から明らかなように、保持
温度が800〜1300℃の範囲内にあり、かつ雰囲気
への水分添加量が露点換算で5〜60℃であると耐酸化
性に優れ、また異常酸化が発生しないことがわかる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の製造方法
によれば、平滑性、均質性に優れ、異常酸化の少ない良
好な保護膜が形成された耐熱性合金を得ることができ
る。その結果、耐高温酸化性、耐腐食性に優れた金属材
料を得ることができる。また本発明において、露点換算
5℃以上の水分量を添加・制御することは容易に実施可
能であるため、工業的にも有利な方法といえるものであ
る。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 焼結合金を800〜1300℃で、かつ
    露点が5〜60℃である水蒸気添加雰囲気内に保持し、
    耐熱性金属酸化物を被覆することを特徴とする耐熱性合
    金の製造方法。
  2. 【請求項2】 水蒸気添加雰囲気が水素ガス雰囲気また
    は不活性ガス雰囲気である請求項1記載の耐熱性合金の
    製造方法。
  3. 【請求項3】 水蒸気添加雰囲気が酸素雰囲気、または
    酸素と窒素の混合ガス雰囲気である請求項1記載の耐熱
    性合金の製造方法。
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69502601T2 (de) * 1994-04-16 1998-11-26 Ceramaspeed Ltd Verfahren zur herstellung von elektrischen heizwiderständen
US5814164A (en) 1994-11-09 1998-09-29 American Scientific Materials Technologies L.P. Thin-walled, monolithic iron oxide structures made from steels, and methods for manufacturing such structures
US6045628A (en) 1996-04-30 2000-04-04 American Scientific Materials Technologies, L.P. Thin-walled monolithic metal oxide structures made from metals, and methods for manufacturing such structures
CA2164020C (en) * 1995-02-13 2007-08-07 Leslie Wilfred Benum Treatment of furnace tubes
JP3212479B2 (ja) * 1995-03-31 2001-09-25 株式会社神戸製鋼所 プレートフィン熱交換器およびその製造方法
US5741372A (en) * 1996-11-07 1998-04-21 Gugel; Saveliy M. Method of producing oxide surface layers on metals and alloys
US6461562B1 (en) 1999-02-17 2002-10-08 American Scientific Materials Technologies, Lp Methods of making sintered metal oxide articles
US6488783B1 (en) 2001-03-30 2002-12-03 Babcock & Wilcox Canada, Ltd. High temperature gaseous oxidation for passivation of austenitic alloys
DE10131362A1 (de) * 2001-06-28 2003-01-09 Alstom Switzerland Ltd Verfahren zur Herstellung einer räumlich geformten, folienartig ausgebildeten Trägerschicht aus sprödhartem Material
CN101775599B (zh) * 2010-02-22 2011-04-13 山东电力研究院 提高t91/p91钢在高温水蒸汽中抗氧化的预处理方法
EP2870270A4 (en) * 2012-07-09 2016-06-22 Stackpole Internat Powder Metal Ulc FUEL CELL INTERCONNECTOR AND METHOD FOR MANUFACTURING FUEL CELL INTERCONNECTOR
RU2638869C1 (ru) * 2016-10-11 2017-12-18 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Способ получения защитной оксидной пленки на металлической поверхности
KR20230026465A (ko) * 2020-06-23 2023-02-24 차이나 페트로리움 앤드 케미컬 코포레이션 코킹 방지 기기, 이의 제조 방법 및 응용
CN113831934B (zh) * 2020-06-23 2022-11-18 中国石油化工股份有限公司 抗结焦合金炉管及其制备方法和应用
CN113831933B (zh) * 2020-06-23 2022-11-18 中国石油化工股份有限公司 合金炉管及其处理方法与应用
CN113828250B (zh) * 2020-06-23 2022-11-18 中国石油化工股份有限公司 减缓结焦的轻烃芳构化反应器及其制备方法与应用
CN113831931B (zh) * 2020-06-23 2022-11-18 中国石油化工股份有限公司 减缓结焦和渗碳的急冷锅炉及其制备方法与应用

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1975356A (en) * 1933-09-19 1934-10-02 Union Switch & Signal Co Copper oxide rectifier
NL8002665A (nl) * 1980-05-09 1981-12-01 Philips Nv Werkwijze voor het van een thermisch zwart oppervlak voorzien van een metalen onderdeel.
DE3108160C2 (de) * 1981-02-06 1984-12-06 M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8000 München Verfahren zur Herstellung von Oxidschichten auf chrom- und/oder nickellegierten Stählen
DE3419638A1 (de) * 1984-05-25 1985-11-28 M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8000 München Verfahren zur erzeugung von oxidischen schutzschichten auf der oberflaeche von metallen bzw. metallegierungen
JPS6131279A (ja) * 1984-07-24 1986-02-13 Ricoh Co Ltd テ−プカセツト
AU610527B2 (en) * 1986-11-10 1991-05-23 Nicrobell Pty Limited Thermocouples of enhanced stability
US4915751A (en) * 1988-09-06 1990-04-10 General Motors Corporation Accelerated whisker growth on iron-chromium-aluminum alloy foil
US5011529A (en) * 1989-03-14 1991-04-30 Corning Incorporated Cured surfaces and a process of curing
GB2234530A (en) * 1989-06-30 1991-02-06 Shell Int Research Heat treatment of high temperature steels

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EP0510950A1 (en) 1992-10-28
DE69205881D1 (de) 1995-12-14
EP0510950B1 (en) 1995-11-08
JPH04329861A (ja) 1992-11-18
US5288345A (en) 1994-02-22
DE69205881T2 (de) 1996-06-05

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