JP2510055B2 - 耐酸化性に優れたヒ―タ材の製造方法 - Google Patents
耐酸化性に優れたヒ―タ材の製造方法Info
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- JP2510055B2 JP2510055B2 JP4023258A JP2325892A JP2510055B2 JP 2510055 B2 JP2510055 B2 JP 2510055B2 JP 4023258 A JP4023258 A JP 4023258A JP 2325892 A JP2325892 A JP 2325892A JP 2510055 B2 JP2510055 B2 JP 2510055B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は耐酸化性に優れたヒ
ータ材の製造方法に関し、さらに詳しくは、ヒーター
材、高温用部材等に適切な耐酸化性に優れたヒータ材の
製造方法に関するものである。
ータ材の製造方法に関し、さらに詳しくは、ヒーター
材、高温用部材等に適切な耐酸化性に優れたヒータ材の
製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ヒータ材等の高温用材料とし
て使用されているＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金は、工業用炉
等の抵抗材料として非常に効果的に使用されて来てい
る。そして、このＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金は、通常は真
空等の雰囲気において溶解してから、鋳造後、熱間圧延
および冷間圧延等の圧延を行って製造されている。しか
し、溶解法により製造されたＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金は
靭性が劣っており、板、線または帯等に加工することが
困難であった。
て使用されているＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金は、工業用炉
等の抵抗材料として非常に効果的に使用されて来てい
る。そして、このＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金は、通常は真
空等の雰囲気において溶解してから、鋳造後、熱間圧延
および冷間圧延等の圧延を行って製造されている。しか
し、溶解法により製造されたＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金は
靭性が劣っており、板、線または帯等に加工することが
困難であった。
【０００３】そのため、従来において、例えば、特開昭
６２−２８０３４８号公報にＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金を
粉末から製造することが提案され、溶解法により製造さ
れたＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金の欠点を補っているのであ
る。
６２−２８０３４８号公報にＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金を
粉末から製造することが提案され、溶解法により製造さ
れたＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金の欠点を補っているのであ
る。
【０００４】そして、このＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金粉末
焼結体は、酸素０．０２ｗｔ％以下、窒素０．０３ｗｔ
％以下であることが記載されており、このように酸素、
窒素を限定することによって、割れが発生しないとされ
ているが、しかし、このＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金焼結体
からなるヒーター材では、１２００〜１５００℃の高温
に長時間使用するとクリープ変形により、ダレ現象が顕
著に発生してヒーター材の劣化を生じることは勿論、発
熱炉を設計する際には、ダレの発生を見込んで設計する
ことになり、発熱炉のコンパクト化を妨げるという問題
がある。
焼結体は、酸素０．０２ｗｔ％以下、窒素０．０３ｗｔ
％以下であることが記載されており、このように酸素、
窒素を限定することによって、割れが発生しないとされ
ているが、しかし、このＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金焼結体
からなるヒーター材では、１２００〜１５００℃の高温
に長時間使用するとクリープ変形により、ダレ現象が顕
著に発生してヒーター材の劣化を生じることは勿論、発
熱炉を設計する際には、ダレの発生を見込んで設計する
ことになり、発熱炉のコンパクト化を妨げるという問題
がある。
【０００５】このような問題点を解決するために、Ｃｒ
２０〜３５ｗｔ％、Ａｌ ４〜１２ｗｔ％、酸素
０．１０ｗｔ％以下、窒素 ０．０５〜０．２０ｗｔ％
を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物よりなるＦｅ−
Ｃｒ−Ａｌ系粉末合金が開発され、そして、この粉末合
金は高温において長時間使用しても、クリープ変形によ
るダレの発生する恐れがなく、ヒータ材、高温用部材と
して好適な材料である。なお、このＦｅ− Ｃｒ−Ａｌ
系粉末合金には、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔｉの中から選んだ１種
以上および／またはＹ、Ｈｆ、Ｓｃ、希土類元素の中か
ら選んだ１種以上を合計で１ｗｔ％以下含有させること
もできる。
２０〜３５ｗｔ％、Ａｌ ４〜１２ｗｔ％、酸素
０．１０ｗｔ％以下、窒素 ０．０５〜０．２０ｗｔ％
を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物よりなるＦｅ−
Ｃｒ−Ａｌ系粉末合金が開発され、そして、この粉末合
金は高温において長時間使用しても、クリープ変形によ
るダレの発生する恐れがなく、ヒータ材、高温用部材と
して好適な材料である。なお、このＦｅ− Ｃｒ−Ａｌ
系粉末合金には、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔｉの中から選んだ１種
以上および／またはＹ、Ｈｆ、Ｓｃ、希土類元素の中か
ら選んだ１種以上を合計で１ｗｔ％以下含有させること
もできる。
【０００６】しかして、従来においては、ヒータ材とし
てのＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系粉末合金は、溶製材と比較して
冷間加工性を改善することができるが、材料表面に生成
される酸化皮膜の剥離が大きいため、ヒータ材としての
使用期間が短くなる。そして、このヒータの使用期間が
短くなるのを防止するのに、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系粉末合
金に、Ｙ、Ｈｆ、Ｓｃ等の活性金属や希土類元素を溶解
製造時に微量含有させて、ヒータ材の寿命の向上を図っ
ているが、含有量が１ｗｔ％以下と極めて微量であるの
で、原料溶解中に活性金属が炉壁や大気と反応して、酸
化物として消費されてしまい、成分制御が困難となる。
てのＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系粉末合金は、溶製材と比較して
冷間加工性を改善することができるが、材料表面に生成
される酸化皮膜の剥離が大きいため、ヒータ材としての
使用期間が短くなる。そして、このヒータの使用期間が
短くなるのを防止するのに、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系粉末合
金に、Ｙ、Ｈｆ、Ｓｃ等の活性金属や希土類元素を溶解
製造時に微量含有させて、ヒータ材の寿命の向上を図っ
ているが、含有量が１ｗｔ％以下と極めて微量であるの
で、原料溶解中に活性金属が炉壁や大気と反応して、酸
化物として消費されてしまい、成分制御が困難となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記に説明し
た従来におけるヒータ材としてのＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合
金の種々の問題点に鑑み、本発明者が鋭意研究を行い、
検討を重ねた結果、高温において長時間の使用に際して
も、クリープ変形によるダレ発生の恐れがなく、ヒータ
ー材、高温用部材として好適な耐酸化性に優れたヒータ
材の製造方法を開発したのである。
た従来におけるヒータ材としてのＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合
金の種々の問題点に鑑み、本発明者が鋭意研究を行い、
検討を重ねた結果、高温において長時間の使用に際して
も、クリープ変形によるダレ発生の恐れがなく、ヒータ
ー材、高温用部材として好適な耐酸化性に優れたヒータ
材の製造方法を開発したのである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る耐酸化性に
優れたヒータ材の製造方法は、Ｃｒ ２０〜３５ｗｔ
％、Ａｌ ４〜１２ｗｔ％、酸素 ０．１０ｗｔ％以
下、窒素 ０．０５〜０．２０ｗｔ％を含有し、残部Ｆ
ｅおよび不可避不純物よりなる合金粉末を、９００℃以
上の酸素を含有する水素雰囲気中において加熱処理を行
うことにより上記合金粉末の表面に酸化アルミニウムを
生成させ、次いで、焼結を行って合金粉末焼結体とし、
この合金粉末焼結体に塑性加工を行って上記酸化アルミ
ニウムを合金粉末焼結体マトリックス中に分散させるこ
とを特徴とする耐酸化性に優れたヒータ材の製造方法を
第１の発明とし、Ｃｒ ２０〜３５ｗｔ％、Ａｌ ４〜
１２ｗｔ％、酸素 ０．１０ｗｔ％以下、窒素 ０．０
５〜０．２０ｗｔ％を含有し、さらに、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔ
ｉの中から選んだ１種以上１ｗｔ％以下を含有し、残部
Ｆｅおよび不可避不純物よりなる合金粉末を、９００℃
以上の酸素を含有する水素雰囲気中において加熱処理を
行うことにより上記合金粉末の表面に酸化アルミニウム
を生成させ、次いで、焼結を行って合金粉末焼結体と
し、この合金粉末焼結体に塑性加工を行って上記酸化ア
ルミニウムを合金粉末焼結体マトリックス中に分散させ
ることを特徴とする耐酸化性に優れたヒータ材の製造方
法を第２の発明とする２つの発明よりなるものである。
優れたヒータ材の製造方法は、Ｃｒ ２０〜３５ｗｔ
％、Ａｌ ４〜１２ｗｔ％、酸素 ０．１０ｗｔ％以
下、窒素 ０．０５〜０．２０ｗｔ％を含有し、残部Ｆ
ｅおよび不可避不純物よりなる合金粉末を、９００℃以
上の酸素を含有する水素雰囲気中において加熱処理を行
うことにより上記合金粉末の表面に酸化アルミニウムを
生成させ、次いで、焼結を行って合金粉末焼結体とし、
この合金粉末焼結体に塑性加工を行って上記酸化アルミ
ニウムを合金粉末焼結体マトリックス中に分散させるこ
とを特徴とする耐酸化性に優れたヒータ材の製造方法を
第１の発明とし、Ｃｒ ２０〜３５ｗｔ％、Ａｌ ４〜
１２ｗｔ％、酸素 ０．１０ｗｔ％以下、窒素 ０．０
５〜０．２０ｗｔ％を含有し、さらに、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔ
ｉの中から選んだ１種以上１ｗｔ％以下を含有し、残部
Ｆｅおよび不可避不純物よりなる合金粉末を、９００℃
以上の酸素を含有する水素雰囲気中において加熱処理を
行うことにより上記合金粉末の表面に酸化アルミニウム
を生成させ、次いで、焼結を行って合金粉末焼結体と
し、この合金粉末焼結体に塑性加工を行って上記酸化ア
ルミニウムを合金粉末焼結体マトリックス中に分散させ
ることを特徴とする耐酸化性に優れたヒータ材の製造方
法を第２の発明とする２つの発明よりなるものである。
【０００９】本発明に係る耐酸化性に優れたヒータ材の
製造方法について、以下詳細に説明する。先ず、本発明
に係る耐酸化性に優れたヒータ材の製造方法において使
用する合金粉末の含有成分および成分割合について説明
する。
製造方法について、以下詳細に説明する。先ず、本発明
に係る耐酸化性に優れたヒータ材の製造方法において使
用する合金粉末の含有成分および成分割合について説明
する。
【００１０】Ｃｒは耐酸化性を付与する元素であり、含
有量が２０ｗｔ％未満では耐酸化性が不充分であり、ま
た、３５ｗｔ％を越えるとシグマ相を形成して脆化す
る。よって、Ｃｒ含有量は２０〜３５ｗｔ％とする。
有量が２０ｗｔ％未満では耐酸化性が不充分であり、ま
た、３５ｗｔ％を越えるとシグマ相を形成して脆化す
る。よって、Ｃｒ含有量は２０〜３５ｗｔ％とする。
【００１１】ＡｌはＣｒと同様に耐酸化性を付与する元
素であり、含有量が４ｗｔ％未満では耐酸化性が不足
し、また、１２ｗｔ％を越えると脆化する。よって、Ａ
ｌ含有量は４〜１２ｗｔ％とする。
素であり、含有量が４ｗｔ％未満では耐酸化性が不足
し、また、１２ｗｔ％を越えると脆化する。よって、Ａ
ｌ含有量は４〜１２ｗｔ％とする。
【００１２】酸素含有量が０．１０ｗｔ％を越えると加
工性が悪くなる。よつて、酸素含有量は０．１０ｗｔ％
以下とする。
工性が悪くなる。よつて、酸素含有量は０．１０ｗｔ％
以下とする。
【００１３】窒素含有量が０．０５ｗｔ％未満では耐ダ
レ性が悪化し、また、０．２０ｗｔ％を越えると加工性
が劣化する。よって、窒素含有量は０．０５〜０．２０
ｗｔ％とする。
レ性が悪化し、また、０．２０ｗｔ％を越えると加工性
が劣化する。よって、窒素含有量は０．０５〜０．２０
ｗｔ％とする。
【００１４】そして、ヒータ材として高温において長時
間使用できるようにするには、Ａｌ、Ｃｒの酸化皮膜の
生成速度を抑制することが重要であり、酸化皮膜の生成
速度を抑制するには、酸化皮膜の耐剥離性を向上させる
のがよく、そのためには、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔｉの中から選
んだ１種以上合計で、含有量を１ｗｔ％以下とするもの
で、これらの中から１種以上を含有させるのがよく、Ｚ
ｒ、Ｎｂ、Ｔｉ等は酸化膜が合金上に密着する度合いを
高くし、酸化膜が剥離して酸化物量が多くなるのを防ぐ
効果を有しており、１種でも合計でも含有量が１ｗｔ％
を越えると靭性が劣化し、また、ダレが大きくなる。よ
つて、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔｉの中から選んだ１種以上の含有
量は１ｗｔ％以下とする。
間使用できるようにするには、Ａｌ、Ｃｒの酸化皮膜の
生成速度を抑制することが重要であり、酸化皮膜の生成
速度を抑制するには、酸化皮膜の耐剥離性を向上させる
のがよく、そのためには、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔｉの中から選
んだ１種以上合計で、含有量を１ｗｔ％以下とするもの
で、これらの中から１種以上を含有させるのがよく、Ｚ
ｒ、Ｎｂ、Ｔｉ等は酸化膜が合金上に密着する度合いを
高くし、酸化膜が剥離して酸化物量が多くなるのを防ぐ
効果を有しており、１種でも合計でも含有量が１ｗｔ％
を越えると靭性が劣化し、また、ダレが大きくなる。よ
つて、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔｉの中から選んだ１種以上の含有
量は１ｗｔ％以下とする。
【００１５】また、上記に説明した合金粉末表面に生成
させる酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）について説明す
る。即ち、ヒータ材を構成する合金粉末を、水素ガスに
微量の酸素を含有させたガス中において、９００℃以上
の温度に加熱してその表面にＡｌ２Ｏ３皮膜を生成さ
せ、そのときの粉末の酸素増加量は１００〜１０００ｐ
ｐｍであり、かつ、合金粉末の酸素量を１０００ｐｐｍ
以下に抑えるのである。そして、合金粉末表面にＡｌ２
Ｏ３を生成させる場合に、加熱温度が９００℃未満では
他の元素の酸化物、例えば、Ｃｒ２Ｏ３、或いは、Ｆｅ
２Ｏ３等の酸化物が生成するようになる。
させる酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）について説明す
る。即ち、ヒータ材を構成する合金粉末を、水素ガスに
微量の酸素を含有させたガス中において、９００℃以上
の温度に加熱してその表面にＡｌ２Ｏ３皮膜を生成さ
せ、そのときの粉末の酸素増加量は１００〜１０００ｐ
ｐｍであり、かつ、合金粉末の酸素量を１０００ｐｐｍ
以下に抑えるのである。そして、合金粉末表面にＡｌ２
Ｏ３を生成させる場合に、加熱温度が９００℃未満では
他の元素の酸化物、例えば、Ｃｒ２Ｏ３、或いは、Ｆｅ
２Ｏ３等の酸化物が生成するようになる。
【００１６】このように合金粉末表面に生成させたＡｌ
２Ｏ３皮膜を圧延、或いは、伸線加工等の塑性加工を行
って、合金粉末マトリックス表面および内部に広く分散
させ、この分散粒子がＡｌ２Ｏ３皮膜生成促進の核とし
て機能するのである。さらに、この分散粒子は合金粉末
焼結体表面に生成するＡｌ２Ｏ３皮膜を合金に固着する
効果を有しており、Ａｌ２Ｏ３皮膜が剥離するのを抑制
して耐酸化性を著しく向上させることができる。
２Ｏ３皮膜を圧延、或いは、伸線加工等の塑性加工を行
って、合金粉末マトリックス表面および内部に広く分散
させ、この分散粒子がＡｌ２Ｏ３皮膜生成促進の核とし
て機能するのである。さらに、この分散粒子は合金粉末
焼結体表面に生成するＡｌ２Ｏ３皮膜を合金に固着する
効果を有しており、Ａｌ２Ｏ３皮膜が剥離するのを抑制
して耐酸化性を著しく向上させることができる。
【００１７】従って、このようにして得られたＡｌ２Ｏ
３が合金粉末マトリックスに分散しているヒータ材は、
耐酸化性は著しく向上し、１２００〜１５００℃の高温
度において長時間使用しても、クリープ変形によるダレ
現象は殆ど起こらないという優れた性質を有するように
なる。
３が合金粉末マトリックスに分散しているヒータ材は、
耐酸化性は著しく向上し、１２００〜１５００℃の高温
度において長時間使用しても、クリープ変形によるダレ
現象は殆ど起こらないという優れた性質を有するように
なる。
【００１８】
【実 施 例】本発明に係る耐酸化性に優れたヒータ材
の製造方法の実施例を説明する。
の製造方法の実施例を説明する。
【００１９】
【実 施例】表１に示す含有成分および成分割合の合金
粉末をアトマイズ法により製造した。なお、Ｎｏ．１〜
Ｎｏ．７（比較材）であり、そして、Ｎｏ．８〜Ｎｏ．
１１（本発明にかかる耐酸化性に優れたヒータ材）であ
り、さらに、Ｎｏ．１２は比較のために使用した溶製法
によるものでＪＩＳ ＦＣＨ１鋼である。
粉末をアトマイズ法により製造した。なお、Ｎｏ．１〜
Ｎｏ．７（比較材）であり、そして、Ｎｏ．８〜Ｎｏ．
１１（本発明にかかる耐酸化性に優れたヒータ材）であ
り、さらに、Ｎｏ．１２は比較のために使用した溶製法
によるものでＪＩＳ ＦＣＨ１鋼である。
【００２０】上記の粉末Ｎｏ．８〜Ｎｏ．１１をコンテ
ナーに装入し、ベルト炉均熱帯を酸素２０ｐｐｍを含有
する１１５０℃の温度の水素雰囲気中において、１５時
間搬送させることにより合金粉末表面にＡｌ２Ｏ３皮膜
を生成させてから、内径７０φ、長さ１５０ｍｍの軟鋼
製容器に充填し、真空加熱後脱気密封し、その後、押し
出し、圧延、伸線の塑性加工を行った。なお、Ｎｏ１〜
Ｎｏ．７は水素雰囲気処理は行わず、他の処理は上記の
通り行った。
ナーに装入し、ベルト炉均熱帯を酸素２０ｐｐｍを含有
する１１５０℃の温度の水素雰囲気中において、１５時
間搬送させることにより合金粉末表面にＡｌ２Ｏ３皮膜
を生成させてから、内径７０φ、長さ１５０ｍｍの軟鋼
製容器に充填し、真空加熱後脱気密封し、その後、押し
出し、圧延、伸線の塑性加工を行った。なお、Ｎｏ１〜
Ｎｏ．７は水素雰囲気処理は行わず、他の処理は上記の
通り行った。
【００２１】上記の水素雰囲気処理を行った材料Ｎｏ．
８〜Ｎｏ．１１および水素雰囲気処理を行わない比較粉
末材Ｎｏ．１〜Ｎｏ．７および比較溶製材Ｎｏ．１２の
寿命特性を調査するため、ＪＩＳ Ｃ２５２４（１９７
９）に規定されている電熱線および帯の寿命試験を行っ
た。この試験は、０．５φ×２００ｍｍの線材にした試
験片２を図１に示すＵ字型に支持端４に固定し、このＵ
字型試験片２の底部３の位置が１３００℃の温度になる
ように、試験片２に２分間通電、２分間休止の操作を繰
り返し行い、試験片２が断線した時の、通電回数を求め
た。表２にその結果を示す。この表２から、特に、Ｎ
ｏ．８とＮｏ．３とを比較すると、水素雰囲気処理を行
わないＮｏ．３は寿命値が２６４回であるのに、水素雰
囲気処理を行ったＮｏ．８は寿命値が７２０回と著しく
向上している。
８〜Ｎｏ．１１および水素雰囲気処理を行わない比較粉
末材Ｎｏ．１〜Ｎｏ．７および比較溶製材Ｎｏ．１２の
寿命特性を調査するため、ＪＩＳ Ｃ２５２４（１９７
９）に規定されている電熱線および帯の寿命試験を行っ
た。この試験は、０．５φ×２００ｍｍの線材にした試
験片２を図１に示すＵ字型に支持端４に固定し、このＵ
字型試験片２の底部３の位置が１３００℃の温度になる
ように、試験片２に２分間通電、２分間休止の操作を繰
り返し行い、試験片２が断線した時の、通電回数を求め
た。表２にその結果を示す。この表２から、特に、Ｎ
ｏ．８とＮｏ．３とを比較すると、水素雰囲気処理を行
わないＮｏ．３は寿命値が２６４回であるのに、水素雰
囲気処理を行ったＮｏ．８は寿命値が７２０回と著しく
向上している。
【００２２】このような相違について以下説明する。即
ち、熱間圧延後伸線により直径８ｍｍにしたＮｏ．８と
Ｎｏ．３の試験片を、１３００℃の温度に１時間保持
後、水中に急冷することにより試験片表面のＡｌ２Ｏ３
皮膜に苛酷な熱応力を付加した。このときのＮｏ．８お
よびＮｏ．３の断面結晶組織の顕微鏡写真図２（Ｎｏ．
８）および図３（Ｎｏ．３）に示すように、Ａｌ２Ｏ３
皮膜の剥離状況に著しい差異があり、水素雰囲気処理を
行った試験片Ｎｏ．８は、優れた耐剥離性を有してお
り、ヒータ材としての長寿命化ができることがわかる。
ち、熱間圧延後伸線により直径８ｍｍにしたＮｏ．８と
Ｎｏ．３の試験片を、１３００℃の温度に１時間保持
後、水中に急冷することにより試験片表面のＡｌ２Ｏ３
皮膜に苛酷な熱応力を付加した。このときのＮｏ．８お
よびＮｏ．３の断面結晶組織の顕微鏡写真図２（Ｎｏ．
８）および図３（Ｎｏ．３）に示すように、Ａｌ２Ｏ３
皮膜の剥離状況に著しい差異があり、水素雰囲気処理を
行った試験片Ｎｏ．８は、優れた耐剥離性を有してお
り、ヒータ材としての長寿命化ができることがわかる。
【００２３】次に、ダレ試験について説明する。図４に
示すスパン距離１４０ｍｍの治具１の上に試験片２を設
置し、１５００℃の温度に５時間加熱を行い、試験片２
の中央部Ａ点の変位量を測定することにより行った。こ
のダレ量は表２に示すように、水素雰囲気処理を行った
場合には、ダレ量が非常に少なくなっており、特に、Ｎ
ｏ．８は比較材Ｎｏ．１〜Ｎｏ．７およびＮｏ．１２よ
りも極端に少ないことがわかる。なお、Ｎｏ．８〜Ｎ
ｏ．１１はダレ量および寿命値両方に優れており、比較
材Ｎｏ．３〜Ｎｏ．４のようにダレ量はよいが寿命値が
悪いということはない。
示すスパン距離１４０ｍｍの治具１の上に試験片２を設
置し、１５００℃の温度に５時間加熱を行い、試験片２
の中央部Ａ点の変位量を測定することにより行った。こ
のダレ量は表２に示すように、水素雰囲気処理を行った
場合には、ダレ量が非常に少なくなっており、特に、Ｎ
ｏ．８は比較材Ｎｏ．１〜Ｎｏ．７およびＮｏ．１２よ
りも極端に少ないことがわかる。なお、Ｎｏ．８〜Ｎ
ｏ．１１はダレ量および寿命値両方に優れており、比較
材Ｎｏ．３〜Ｎｏ．４のようにダレ量はよいが寿命値が
悪いということはない。
【００２４】なお、活性元素および希土類元素を含有さ
せると耐酸化性は向上するけれども、高温における耐ダ
レは著しく悪くなる、従って、耐ダレ性を維持しながら
耐酸化性を向上させるためには、本発明に係る耐酸化性
に優れたヒータ材のように、アトマイズ法により製造し
た合金粉末を、酸素を微量含有する水素雰囲気内におい
て、粉末表面にＡｌ２Ｏ３皮膜を制御して生成させた合
金粉末焼結体（Ｎｏ．８〜Ｎｏ．１１）が上記に説明し
たように両特性を兼ね備えているのである。
せると耐酸化性は向上するけれども、高温における耐ダ
レは著しく悪くなる、従って、耐ダレ性を維持しながら
耐酸化性を向上させるためには、本発明に係る耐酸化性
に優れたヒータ材のように、アトマイズ法により製造し
た合金粉末を、酸素を微量含有する水素雰囲気内におい
て、粉末表面にＡｌ２Ｏ３皮膜を制御して生成させた合
金粉末焼結体（Ｎｏ．８〜Ｎｏ．１１）が上記に説明し
たように両特性を兼ね備えているのである。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【表２】
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る耐酸
化性に優れたヒータ材の製造方法は上記の構成であるか
ら、合金粉末表面に酸化アルミニウム皮膜を生成させて
から、塑性加工を行うことによりこの酸化アルミニウム
皮膜を合金粉末マトリックス中に分散させ、従って、高
温においても耐ダレ性および耐酸化性に極めて優れてお
り、ヒータ材または高温用部材として適切な材料であ
り、工業上の貢献は極めて大きい優れた製造方法であ
る。
化性に優れたヒータ材の製造方法は上記の構成であるか
ら、合金粉末表面に酸化アルミニウム皮膜を生成させて
から、塑性加工を行うことによりこの酸化アルミニウム
皮膜を合金粉末マトリックス中に分散させ、従って、高
温においても耐ダレ性および耐酸化性に極めて優れてお
り、ヒータ材または高温用部材として適切な材料であ
り、工業上の貢献は極めて大きい優れた製造方法であ
る。
【図１】試験片の寿命特性の試験を行うための概略図で
ある。
ある。
【図２】本発明に係る耐酸化性に優れたヒータ材の製造
方法により得られた（Ｎｏ．８）の断面の結晶組織を示
す 顕微鏡写真である。
方法により得られた（Ｎｏ．８）の断面の結晶組織を示
す 顕微鏡写真である。
【図３】比較材（Ｎｏ．３）の試験片の断面の結晶組織
を示す顕微鏡写真である。
を示す顕微鏡写真である。
【図４】試験片のダレ特性を調査するための概略図であ
る。
る。
１・・・治具 ２・・・試験片 ３・・・試験片の底部温度測定部 ４・・・支持端子
Claims (2)
- 【請求項１】Ｃｒ ２０〜３５ｗｔ％、Ａｌ ４〜１２
ｗｔ％、 酸素 ０．１０ｗｔ％以下、窒素 ０．０５〜０．２０
ｗｔ％ を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物よりなる合金粉
末を、９００℃以上の酸素を含有する水素雰囲気中にお
いて加熱処理を行うことにより上記合金粉末の表面に酸
化アルミニウムを生成させ、次いで、焼結を行って合金
粉末焼結体とし、この合金粉末焼結体に塑性加工を行っ
て上記酸化アルミニウムを合金粉末焼結体マトリックス
中に分散させることを特徴とする耐酸化性に優れたヒー
タ材の製造方法。 - 【請求項２】Ｃｒ ２０〜３５ｗｔ％、Ａｌ ４〜１２
ｗｔ％、 酸素 ０．１０ｗｔ％以下、窒素 ０．０５〜０．２０
ｗｔ％を含有し、さらに、 Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔｉの中から選んだ１種以上１ｗｔ％以下
を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物よりなる合金粉
末を、９００℃以上の酸素を含有する水素雰囲気中にお
いて加熱処理を行うことにより上記合金粉末の表面に酸
化アルミニウムを生成させ、次いで、焼結を行って合金
粉末焼結体とし、この合金粉末焼結体に塑性加工を行っ
て上記酸化アルミニウムを合金粉末焼結体マトリックス
中に分散させることを特徴とする耐酸化性に優れたヒー
タ材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4023258A JP2510055B2 (ja) | 1992-01-13 | 1992-01-13 | 耐酸化性に優れたヒ―タ材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4023258A JP2510055B2 (ja) | 1992-01-13 | 1992-01-13 | 耐酸化性に優れたヒ―タ材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06128705A JPH06128705A (ja) | 1994-05-10 |
| JP2510055B2 true JP2510055B2 (ja) | 1996-06-26 |
Family
ID=12105580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4023258A Expired - Lifetime JP2510055B2 (ja) | 1992-01-13 | 1992-01-13 | 耐酸化性に優れたヒ―タ材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2510055B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010006800A1 (de) * | 2010-02-04 | 2011-03-17 | Daimler Ag | Aluminium-haltige Eisenlegierung und daraus hergestellter Turbolader |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB611515A (en) * | 1945-03-10 | 1948-11-01 | Kanthal Ab | An improved heat-resisting machinable alloy for use as electric resistance material for high temperatures as well as for manufacturing details of construction exposed to high temperatures |
| BE756885A (fr) * | 1970-01-29 | 1971-03-30 | Gen Electric | Procede pour former un article en superalliage renforce par unedispersion |
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| US4402746A (en) * | 1982-03-31 | 1983-09-06 | Exxon Research And Engineering Co. | Alumina-yttria mixed oxides in dispersion strengthened high temperature alloys |
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| JPH02129344A (ja) * | 1988-11-10 | 1990-05-17 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 酸化物分散耐熱鋼とその製造方法 |
-
1992
- 1992-01-13 JP JP4023258A patent/JP2510055B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06128705A (ja) | 1994-05-10 |
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