JP2566615B2 - 含塩化物環境下で優れた耐食性を示す溶接肉盛材料 - Google Patents
含塩化物環境下で優れた耐食性を示す溶接肉盛材料Info
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、耐食性や耐エロージョン性に優れた溶接肉
盛材料、とりわけ塩化物イオンを含む環境下で優れた耐
食性を示す，鋼性母材上に被覆形成されるNbC含有Ni−C
r系合金の溶接肉盛材料についての提案である。
盛材料、とりわけ塩化物イオンを含む環境下で優れた耐
食性を示す，鋼性母材上に被覆形成されるNbC含有Ni−C
r系合金の溶接肉盛材料についての提案である。
海水は、工業的資源に乏しいわが国にとって、有用な
原料源であると共に、プラントや装置などの冷却に用い
る工業用冷媒として重要な資源の１つである。例えば原
料源としては、生活に必須な食塩をはじめ、工業的用途
の広い苦汁（MgCl2）やマグネシア（MgO）あるいは核燃
料用のウランなども海水からの回収が可能である。一
方、工業用水の用途である冷媒としては、臨海地帯に建
設されている発電プラントをはじめ、石油化学，石油精
製，化学プラントなどの冷却用として大量に使われてい
る。
原料源であると共に、プラントや装置などの冷却に用い
る工業用冷媒として重要な資源の１つである。例えば原
料源としては、生活に必須な食塩をはじめ、工業的用途
の広い苦汁（MgCl2）やマグネシア（MgO）あるいは核燃
料用のウランなども海水からの回収が可能である。一
方、工業用水の用途である冷媒としては、臨海地帯に建
設されている発電プラントをはじめ、石油化学，石油精
製，化学プラントなどの冷却用として大量に使われてい
る。
しかし、主として海水を冷媒として使っているプラン
トや装置類では、海水中に含まれている塩類、特にNaC
l,MgCl2などの塩化物による化学反応によって、しばし
ば腐食が発生するため、その都度プラントを停止して補
修したり、新品と取り替えるなどの方策を講じている
が、これは生産性の低下や保守管理費の増大を招いてい
た。
トや装置類では、海水中に含まれている塩類、特にNaC
l,MgCl2などの塩化物による化学反応によって、しばし
ば腐食が発生するため、その都度プラントを停止して補
修したり、新品と取り替えるなどの方策を講じている
が、これは生産性の低下や保守管理費の増大を招いてい
た。
その対策として、従来常温の海水と接触する金属部材
（塔槽類、海洋構造物など）については、塗装や電気防
食法を適用するだけで足りた。これに対し、海水用のポ
ンプインペラー、同スリーブなどのような可動部材につ
いては、塩化物による腐食と共にエロージョンの両作用
を受けるため、耐エロージョン性も要求され、この目的
に応えられるものとして各種の，耐食性合金などの材料
が開発されているが、それぞれ次に示すような欠点があ
った。
（塔槽類、海洋構造物など）については、塗装や電気防
食法を適用するだけで足りた。これに対し、海水用のポ
ンプインペラー、同スリーブなどのような可動部材につ
いては、塩化物による腐食と共にエロージョンの両作用
を受けるため、耐エロージョン性も要求され、この目的
に応えられるものとして各種の，耐食性合金などの材料
が開発されているが、それぞれ次に示すような欠点があ
った。
ステンレス鋼： Ni−Cr−Feを主成分とし、これにMo,Cu,Nb,Ti,Cなど
を適宜添加した鋼種で、一般構造用鋼に比較すると、耐
食性は良好であるものの、数カ月程度の使用によって孔
食，応力腐食割れ，粒界腐食などが発生する。
を適宜添加した鋼種で、一般構造用鋼に比較すると、耐
食性は良好であるものの、数カ月程度の使用によって孔
食，応力腐食割れ，粒界腐食などが発生する。
高合金系材料： Co−Cr,Ni−Cr,Ni−Cr−Mo,Mo−Co−Crを主成分と
し、これにC,Si,W,Nb,Taなどを添加した合金で、Feは全
く含まれないか、含まれていたとしても10％以下であ
る。
し、これにC,Si,W,Nb,Taなどを添加した合金で、Feは全
く含まれないか、含まれていたとしても10％以下であ
る。
この種の材料は、上記ステンレス鋼系材料に比べると
はるかに良好な耐食性を示すが、それでも孔食，応力腐
食割れ，粒界腐食などが発生し、十分な耐食性材料とは
なっていなかった。
はるかに良好な耐食性を示すが、それでも孔食，応力腐
食割れ，粒界腐食などが発生し、十分な耐食性材料とは
なっていなかった。
以上説明したように、長い歴史と経験を有する耐海水
用材料の開発研究においても、未だに完全なものがな
く、耐孔食，耐応力腐食割れ，耐粒界腐食などに優れる
と共に耐エロージョン性にも優れる材料の出現が強く望
まれている。
用材料の開発研究においても、未だに完全なものがな
く、耐孔食，耐応力腐食割れ，耐粒界腐食などに優れる
と共に耐エロージョン性にも優れる材料の出現が強く望
まれている。
このような実情に鑑み、本発明は、海水の主成分であ
る塩化物を含む環境下においても長期間にわたって孔
食，応力腐食割れ，粒界腐食などを起こさず、また耐エ
ロージョン性にも優れた溶接肉盛材料を提案することを
目的とする。
る塩化物を含む環境下においても長期間にわたって孔
食，応力腐食割れ，粒界腐食などを起こさず、また耐エ
ロージョン性にも優れた溶接肉盛材料を提案することを
目的とする。
すなわち、塩化物イオンを含む環境中で顕著に見られ
る前記腐食損傷は、材料表面に形成した不働態皮膜がこ
の環境下では極めて弱いために、これが塩化物イオン
（Cl-）によって破壊され、局部的に材料の溶解が促進
される結果起こるものである。とくに、不純物が集まり
易い粒界上に生成する不働態皮膜は、他の部分の皮膜よ
り弱いため、腐食速度が早く、時として結晶粒子が脱落
する場合もある。また、材料に引張応力が付加されてい
る状態だと、局部腐食部を起点として応力腐食割れが発
生する。
る前記腐食損傷は、材料表面に形成した不働態皮膜がこ
の環境下では極めて弱いために、これが塩化物イオン
（Cl-）によって破壊され、局部的に材料の溶解が促進
される結果起こるものである。とくに、不純物が集まり
易い粒界上に生成する不働態皮膜は、他の部分の皮膜よ
り弱いため、腐食速度が早く、時として結晶粒子が脱落
する場合もある。また、材料に引張応力が付加されてい
る状態だと、局部腐食部を起点として応力腐食割れが発
生する。
そこで、本発明は、含塩化物環境下においても緻密で
安定度の高い不働態皮膜を生成して高耐食性を満足させ
ることができると共に、硬質で耐エロージョン性にも優
れる溶接肉盛材料を開発することを目的とする。
安定度の高い不働態皮膜を生成して高耐食性を満足させ
ることができると共に、硬質で耐エロージョン性にも優
れる溶接肉盛材料を開発することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕 この発明は、前記の課題を解決するために、NiとCrか
らなる耐食性合金マトリックス中に、硬質のNbC粉末を
分散含有させた溶接肉盛材料を提案する。
らなる耐食性合金マトリックス中に、硬質のNbC粉末を
分散含有させた溶接肉盛材料を提案する。
この材料構成の特徴は、Ni−Cr系合金だけでは耐エロ
ージョン性が不充分である点を、硬質のNbC粉末粒子で
補う一方、硬く脆弱なNbC粒子の弱点は、逆に機械的性
質に勝るNi−Cr系合金の方で補うという相互補完的な思
想に立脚した点にある。そして、このような設計思想の
下に開発した本発明にかかる溶接肉盛材料の場合、溶融
状態のNi−Cr合金中にNbC粒子を添加した際に溶出する
微量のNbCが、強固な不働態皮膜を形成するのに有効に
働き、含塩化物雰囲気下でも優れた耐食性を示しかつ耐
エロージョン性にも優れたものになる。
ージョン性が不充分である点を、硬質のNbC粉末粒子で
補う一方、硬く脆弱なNbC粒子の弱点は、逆に機械的性
質に勝るNi−Cr系合金の方で補うという相互補完的な思
想に立脚した点にある。そして、このような設計思想の
下に開発した本発明にかかる溶接肉盛材料の場合、溶融
状態のNi−Cr合金中にNbC粒子を添加した際に溶出する
微量のNbCが、強固な不働態皮膜を形成するのに有効に
働き、含塩化物雰囲気下でも優れた耐食性を示しかつ耐
エロージョン性にも優れたものになる。
一般に、金属材料の耐食性は、その表面に生成する不
働態皮膜の優劣に依存している。従って、耐食材料を開
発する場合、その材料が如何なる不働態皮膜を生成する
のかを調査することが重要であって、それによって得ら
れる材料の性能が判定できる筈である。
働態皮膜の優劣に依存している。従って、耐食材料を開
発する場合、その材料が如何なる不働態皮膜を生成する
のかを調査することが重要であって、それによって得ら
れる材料の性能が判定できる筈である。
そこで、本発明では、所要の化学成分の材料を用い、
電気化学的測定によってアノード分極特性（分極電位と
電流の変化）を測定し、得られた試験片の腐食電流値と
孔食発生電位からこの材料の腐食特性を試験した。
電気化学的測定によってアノード分極特性（分極電位と
電流の変化）を測定し、得られた試験片の腐食電流値と
孔食発生電位からこの材料の腐食特性を試験した。
次に、この試験に当たって用いた供試材料について説
明する。なお、供試材料は、Ni,Cr（金属）とNbC（炭化
物）を主成分とするものである。この３成分の比重は、
Ni（8.9）、Cr（7.2）、NbC（7.8）で大差がないので、
溶融したNi−Cr合金中にこのNbC粉末を混合させるとき
よく攪拌すれば、Ni−Cr合金マトリックス中へ比較的均
等に分散混合させることができる。
明する。なお、供試材料は、Ni,Cr（金属）とNbC（炭化
物）を主成分とするものである。この３成分の比重は、
Ni（8.9）、Cr（7.2）、NbC（7.8）で大差がないので、
溶融したNi−Cr合金中にこのNbC粉末を混合させるとき
よく攪拌すれば、Ni−Cr合金マトリックス中へ比較的均
等に分散混合させることができる。
さて、その分散混合の方法としては、条件の厳しい可
動部材（海水用ポンプのインペラやスリーブ）を想定
し、プラズマトランスファードアーク溶接肉盛法（以下
「PTA法」と略記する）によって溶接肉盛することが必
要である。
動部材（海水用ポンプのインペラやスリーブ）を想定
し、プラズマトランスファードアーク溶接肉盛法（以下
「PTA法」と略記する）によって溶接肉盛することが必
要である。
しかし、上記インペラやスリーブは、母材が鉄鋼材料
で造られているため、この上に上記肉盛被覆をすると、
母材のFe成分が肉盛部へ溶出してくる。多くの場合、Fe
の混入は耐食性を低下させるので、所定の耐食性を得る
にはNi−CrマトリックスへのFe許容量は限定することが
必要である。
で造られているため、この上に上記肉盛被覆をすると、
母材のFe成分が肉盛部へ溶出してくる。多くの場合、Fe
の混入は耐食性を低下させるので、所定の耐食性を得る
にはNi−CrマトリックスへのFe許容量は限定することが
必要である。
このことから、先ず、各濃度のNi−Cr合金を、鋼板
（SS41）上に、PTA法に従って５層肉盛しその後、各肉
盛層から任意に20×20×3mmの腐食用試験片を採取し、
化学成分を蛍光分析法により求めた。それによると、母
材に近い肉盛層から採取した試験片ほどFe含有量が多
く、母材からは遠い最上層部には殆ど含まれていなかっ
た。供試材料の化学成分範囲を整理すると、次のとおり
である。（いずれも重量％） Ni:7〜83％,Cr:16〜76％,Fe:0〜78％ 次に、同じ試験片（供試材料Ni:7〜83％,Cr:16〜76
％,Fe:0〜78％）を用い、0.5規定NaCl＋0.5規定Na2SO4
混合腐食溶液中で、腐食電流，孔食発生電位を測定する
と共に、孔食発生電位測定後の試験片の表面を、走査電
子顕微鏡（SEM）により観察した。その結果を第１表に
示す。この表の結果は、NbCを含まない50Ni−50Crマト
リックスについての腐食電流および孔食発生電位を基準
として評価したものである。なお、NbCを含まない50Ni
−50Crの電極電位は、Ag/AgCl基準電極に対し、−0.23
〜−0.25V（50℃）であった。
（SS41）上に、PTA法に従って５層肉盛しその後、各肉
盛層から任意に20×20×3mmの腐食用試験片を採取し、
化学成分を蛍光分析法により求めた。それによると、母
材に近い肉盛層から採取した試験片ほどFe含有量が多
く、母材からは遠い最上層部には殆ど含まれていなかっ
た。供試材料の化学成分範囲を整理すると、次のとおり
である。（いずれも重量％） Ni:7〜83％,Cr:16〜76％,Fe:0〜78％ 次に、同じ試験片（供試材料Ni:7〜83％,Cr:16〜76
％,Fe:0〜78％）を用い、0.5規定NaCl＋0.5規定Na2SO4
混合腐食溶液中で、腐食電流，孔食発生電位を測定する
と共に、孔食発生電位測定後の試験片の表面を、走査電
子顕微鏡（SEM）により観察した。その結果を第１表に
示す。この表の結果は、NbCを含まない50Ni−50Crマト
リックスについての腐食電流および孔食発生電位を基準
として評価したものである。なお、NbCを含まない50Ni
−50Crの電極電位は、Ag/AgCl基準電極に対し、−0.23
〜−0.25V（50℃）であった。
この第１表から明らかなように、母材からのFe分混入
量が多いものは、腐食電流および孔食発生電位が低い傾
向が認められるが、Fe分が16％以下であれば基準値と大
差ない値を示すことが判明した。
量が多いものは、腐食電流および孔食発生電位が低い傾
向が認められるが、Fe分が16％以下であれば基準値と大
差ない値を示すことが判明した。
次いで、Ni−Crマトリックス中に市販のNbC粉末（粒
径61〜147μｍ）を重量比で40％添加した材料の試験片
をPTA法によって製造し、同様にして電気化学的特性を
測定した。その結果を第２表に要約して示した。
径61〜147μｍ）を重量比で40％添加した材料の試験片
をPTA法によって製造し、同様にして電気化学的特性を
測定した。その結果を第２表に要約して示した。
この第２表に示す結果から明らかなように、Fe含有量
の少ないマトリックスにNbC粉末を添加すると、耐食性
が著しく向上し、特に耐孔食性は一段と向上することが
判明した。
の少ないマトリックスにNbC粉末を添加すると、耐食性
が著しく向上し、特に耐孔食性は一段と向上することが
判明した。
すなわち、試験片No.1〜８の試験片では、NbC添加前
よりも腐食電流が小さく、孔食発生電位も高く、そのう
え、試験片の面をSEMで観察しても孔食の発生が殆ど認
められず、また孔食が認められる試験片においても、そ
の数、大きさともNbC粉末添加時のものに比べ極端に少
ないことが確認できた。また、このような高耐食性を示
す試験片表面には、すべて強固な不働態皮膜の生成が認
められた。従って、このような材料によれば、含塩化物
水溶液中でも強固な不働態皮膜を形成することが予測で
きる。
よりも腐食電流が小さく、孔食発生電位も高く、そのう
え、試験片の面をSEMで観察しても孔食の発生が殆ど認
められず、また孔食が認められる試験片においても、そ
の数、大きさともNbC粉末添加時のものに比べ極端に少
ないことが確認できた。また、このような高耐食性を示
す試験片表面には、すべて強固な不働態皮膜の生成が認
められた。従って、このような材料によれば、含塩化物
水溶液中でも強固な不働態皮膜を形成することが予測で
きる。
これに対し、試験片No.9〜17のものは、NbC粉末添加
の効果が小さく、生成する不働態皮膜が不完全で耐食性
に乏しいものであることが判明した。これはマトリック
ス中のFe含有量の影響と思われた。
の効果が小さく、生成する不働態皮膜が不完全で耐食性
に乏しいものであることが判明した。これはマトリック
ス中のFe含有量の影響と思われた。
さて、上述の結果をもとに本発明溶接肉盛材料，とく
に溶接肉盛層の組成について検討すると、NbC粉末（40
％含有量）を一定とした場合、Ni,Cr,Feマトリックスの
組成と耐食性能の状態を３角図で表わすと第１図に示す
通りとなる。この第１図に示すところから、本発明の目
的に使用できるマトリックスの合金成分の組成は、Ni:2
1〜83wt％、Cr:16〜76wt％のNi−Cr系合金であって、こ
の合金中のFeは16wt％以下でなければならない。
に溶接肉盛層の組成について検討すると、NbC粉末（40
％含有量）を一定とした場合、Ni,Cr,Feマトリックスの
組成と耐食性能の状態を３角図で表わすと第１図に示す
通りとなる。この第１図に示すところから、本発明の目
的に使用できるマトリックスの合金成分の組成は、Ni:2
1〜83wt％、Cr:16〜76wt％のNi−Cr系合金であって、こ
の合金中のFeは16wt％以下でなければならない。
次に、上記組成の溶接肉盛合金について、その中に含
有しているNbC粉末の添加量を外枠量で１〜86wt％の範
囲内で変えた肉盛試験片をつくり、これらについての孔
食発生電位を測定した。第２図は、このときの測定結果
を示すものである。ただし、縦軸の電位の変化は、NbC
を含まない50Ni−50Crマトリックスの孔食発生電位を基
準とした相対比較値である。この結果から明らかなよう
に、50Ni−50Cr合金に１％のNbCが添加されただけでも
電位が高くなり、その効果はNbC添加量40％付近を最大
として、最高72％まで及ぶことが認められた。
有しているNbC粉末の添加量を外枠量で１〜86wt％の範
囲内で変えた肉盛試験片をつくり、これらについての孔
食発生電位を測定した。第２図は、このときの測定結果
を示すものである。ただし、縦軸の電位の変化は、NbC
を含まない50Ni−50Crマトリックスの孔食発生電位を基
準とした相対比較値である。この結果から明らかなよう
に、50Ni−50Cr合金に１％のNbCが添加されただけでも
電位が高くなり、その効果はNbC添加量40％付近を最大
として、最高72％まで及ぶことが認められた。
このように、NbCの添加によって孔食発生電位が高く
なる理由は、Ni−Crマトリックス中へ少量のNbCが溶解
することに起因していると考えられ、それによって優れ
た不働態皮膜となるのである。ただし、このNbC粉末を
多量に添加しても、一定量以上はマトリックス中に溶解
せず、過剰のものが単に混合状態となって存在するだけ
で効果が頭打ちとなるある。もっとも、あまり多量（72
％以上）に添加すると、マトリックスが少なくなるとと
もに多孔質状態となって表面積が増加する一方、複雑な
形状を呈するため、却って安定した不働態皮膜の生成を
阻害するものと考えられる。
なる理由は、Ni−Crマトリックス中へ少量のNbCが溶解
することに起因していると考えられ、それによって優れ
た不働態皮膜となるのである。ただし、このNbC粉末を
多量に添加しても、一定量以上はマトリックス中に溶解
せず、過剰のものが単に混合状態となって存在するだけ
で効果が頭打ちとなるある。もっとも、あまり多量（72
％以上）に添加すると、マトリックスが少なくなるとと
もに多孔質状態となって表面積が増加する一方、複雑な
形状を呈するため、却って安定した不働態皮膜の生成を
阻害するものと考えられる。
以上説明したように、本発明の材料は、Ni:21〜83wt
％、Cr:16〜76wt％のNi−Cr系合金中に16wt％以下のFe
を含有するマトリックス合金に対し、NbC粉末を１〜72w
t％分散混合してなる溶接肉盛材料である。
％、Cr:16〜76wt％のNi−Cr系合金中に16wt％以下のFe
を含有するマトリックス合金に対し、NbC粉末を１〜72w
t％分散混合してなる溶接肉盛材料である。
なお、NbC添加量が溶接肉盛合金（マトリックス）に
与える影響は、硬度が上昇し耐摩耗性を向上させる。す
なわち、第３図は、本発明の溶接肉盛合金（マトリック
ス）中に占めるNbC量と硬さとの関係を示したものであ
るが、NbC含有量の少ない材料は強固な不働態皮膜の生
成により高度な耐食性を示すのに対し、NbC含有量の多
い材料は前者に比べ多少不働態皮膜は弱くなるものの優
れた硬さによって耐摩耗性が向上することが判る。
与える影響は、硬度が上昇し耐摩耗性を向上させる。す
なわち、第３図は、本発明の溶接肉盛合金（マトリック
ス）中に占めるNbC量と硬さとの関係を示したものであ
るが、NbC含有量の少ない材料は強固な不働態皮膜の生
成により高度な耐食性を示すのに対し、NbC含有量の多
い材料は前者に比べ多少不働態皮膜は弱くなるものの優
れた硬さによって耐摩耗性が向上することが判る。
実施例−１ 本発明の効果を具体的に検証するため、下記の如き要
領で製作した本発明の溶接肉盛材料と比較材料（SUS 31
6L,ハステロイ合金）を、60℃に加温した５％NaCl水溶
液中に、10カ月間浸漬した。また試験片の浸漬に当たっ
ては、２枚の試験片の中央に1mm厚の合成ゴムのパッキ
ングをサンドイッチ状に取付けた。そこで、パッキング
と接触している試験片面については、耐すきま腐食性
（これが良好だと、材料表面の不働態皮膜が５％NaCl中
で強靭でCl-によっても破壊されないことを示す）、他
の開放された面についてはNaCl水に対する耐食性で評価
した。
領で製作した本発明の溶接肉盛材料と比較材料（SUS 31
6L,ハステロイ合金）を、60℃に加温した５％NaCl水溶
液中に、10カ月間浸漬した。また試験片の浸漬に当たっ
ては、２枚の試験片の中央に1mm厚の合成ゴムのパッキ
ングをサンドイッチ状に取付けた。そこで、パッキング
と接触している試験片面については、耐すきま腐食性
（これが良好だと、材料表面の不働態皮膜が５％NaCl中
で強靭でCl-によっても破壊されないことを示す）、他
の開放された面についてはNaCl水に対する耐食性で評価
した。
試験片の製作要領； （１） 母材：鋼板（SS41）縦50mm×長100mm×厚6mm （２） 材料の肉盛法:PTA法 （３） 本発明溶接肉盛材料の化学成分： 第１表の〜の合金組成に外枠量でNbCを１〜72wt％
添加したもの （３） 比較材料の化学成分： 第１表の〜の合金組成にNbCを１〜72wt％添加した
もの （４） 比較材料:SUS 316L ハステロイ合金 （16Cr−4W−5Fe−17Mo−残Ni） 試験結果； 第３表は試験片を５％NaCl水溶液中に10カ月間浸漬後
取り出し、その表面を観察した結果を要約したものであ
る。この結果から明らかなように、比較材料のSUS 316L
は多数の孔食が発生し、またハステロイ合金のような高
級材料でもパッキングとの接触面にすきま腐食がかなり
認められた。
添加したもの （３） 比較材料の化学成分： 第１表の〜の合金組成にNbCを１〜72wt％添加した
もの （４） 比較材料:SUS 316L ハステロイ合金 （16Cr−4W−5Fe−17Mo−残Ni） 試験結果； 第３表は試験片を５％NaCl水溶液中に10カ月間浸漬後
取り出し、その表面を観察した結果を要約したものであ
る。この結果から明らかなように、比較材料のSUS 316L
は多数の孔食が発生し、またハステロイ合金のような高
級材料でもパッキングとの接触面にすきま腐食がかなり
認められた。
これに対し、マトリックスにFe含有量の多い〜比
較材料は、ハステロイ合金同様、耐すきま腐食性に乏し
いが、〜の本発明材料は極めて良好な耐食性を発揮
し、先に実施した電気化学的測定結果を裏付けることが
できた。
較材料は、ハステロイ合金同様、耐すきま腐食性に乏し
いが、〜の本発明材料は極めて良好な耐食性を発揮
し、先に実施した電気化学的測定結果を裏付けることが
できた。
実施例−２ この実施例は、本発明材料の耐食性と耐エロージョン
性を確認するために実施した。供試材料は実施例１と同
じものであるが、試験片の形状のみ長さ110mm×巾50mm
のプロペラ状の羽根とした。
性を確認するために実施した。供試材料は実施例１と同
じものであるが、試験片の形状のみ長さ110mm×巾50mm
のプロペラ状の羽根とした。
試用した試験装置を第５図に示す。すなわち、この装
置は、鋼鉄製水槽51内の中央にPTA法によって本発明材
料を肉盛した複数のプロペラ52を、回転軸53を介して回
転可能に軸支浸漬し、この回転軸53を図示しない槽外の
電動機によって１分間当り110回回転させることができ
るように構成してなるものである。上記水槽51内には、
５％NaClと硅砂（粒径10〜150μｍ）が硅砂3kg/5％NaCl
−1tの割合に調整した試験液54が入れてある。この試験
液は、水槽51の上部と下部を迂回して結ぶ還流パイプ55
を介して還流させることができる。すなわち、上部に設
けたパイプ55を通って槽外へ導かれる還流液はパイプ55
の途中に設置されているフィルター56によって濾過（硅
砂が除去される）されながら、５％NaClとなってポンプ
57によって水槽51の底部に送り込まれるようになってい
る。なお、フィルター56によって除去された硅砂は、定
期的に水槽内へ投入する。
置は、鋼鉄製水槽51内の中央にPTA法によって本発明材
料を肉盛した複数のプロペラ52を、回転軸53を介して回
転可能に軸支浸漬し、この回転軸53を図示しない槽外の
電動機によって１分間当り110回回転させることができ
るように構成してなるものである。上記水槽51内には、
５％NaClと硅砂（粒径10〜150μｍ）が硅砂3kg/5％NaCl
−1tの割合に調整した試験液54が入れてある。この試験
液は、水槽51の上部と下部を迂回して結ぶ還流パイプ55
を介して還流させることができる。すなわち、上部に設
けたパイプ55を通って槽外へ導かれる還流液はパイプ55
の途中に設置されているフィルター56によって濾過（硅
砂が除去される）されながら、５％NaClとなってポンプ
57によって水槽51の底部に送り込まれるようになってい
る。なお、フィルター56によって除去された硅砂は、定
期的に水槽内へ投入する。
したがって、このような装置を用いた実施例は、５％
NaClによる腐食作用と硅砂によるエロージョンとの両方
の作用を受けることとなり、前記実施例−１が静的環境
下における耐食性を試験したのに対し、この実施例−２
では、動的環境下における耐食性、特に耐エロージョン
性を調べることができる。
NaClによる腐食作用と硅砂によるエロージョンとの両方
の作用を受けることとなり、前記実施例−１が静的環境
下における耐食性を試験したのに対し、この実施例−２
では、動的環境下における耐食性、特に耐エロージョン
性を調べることができる。
第４表は、上記装置を500時間運転後、本発明材料を
被覆したプロペラの外観状況を観察した結果を要約した
ものである。
被覆したプロペラの外観状況を観察した結果を要約した
ものである。
この表から、NbCを含有させることによって硅砂のエ
ロージョンによく耐えることがわかる。ことに、本発明
の複合材料はNbC含有量が少ない場合、多少侵食を受け
るが、概して軽微であった。これに対しNbCを多量に含
んでいても、マトリックス中にFeを多く含む材料は、予
想以上に浸食されることが判明した。
ロージョンによく耐えることがわかる。ことに、本発明
の複合材料はNbC含有量が少ない場合、多少侵食を受け
るが、概して軽微であった。これに対しNbCを多量に含
んでいても、マトリックス中にFeを多く含む材料は、予
想以上に浸食されることが判明した。
この原因は表面が硬くても５％NaClによってマトリッ
クスが腐食するとNbC粒子が脱落するためであり、耐エ
ロージョン性においてもマトリックスの耐食性が重要で
あることがわかった。なお、比較材料のうちSUS 316L,
ハステロイ合金はいずれも本発明の材料に比べ著しく劣
っていた。
クスが腐食するとNbC粒子が脱落するためであり、耐エ
ロージョン性においてもマトリックスの耐食性が重要で
あることがわかった。なお、比較材料のうちSUS 316L,
ハステロイ合金はいずれも本発明の材料に比べ著しく劣
っていた。
以上の説明ならびに実施例の効果から明らかなよう
に、本発明の溶接肉盛材料は、塩化物イオンを含む環境
下において耐孔食，耐応力腐食割れ，耐粒界腐食などの
耐食性に優れる強固な不働態皮膜を生成するのに有効で
あり、また硬いNbC粒子の存在によって耐孔食性能が甚
だしく向上することで、硅砂などの微細な固形物の衝突
作用をうけてもエロージョンを起すことがないなどの卓
越した効果を有する。
に、本発明の溶接肉盛材料は、塩化物イオンを含む環境
下において耐孔食，耐応力腐食割れ，耐粒界腐食などの
耐食性に優れる強固な不働態皮膜を生成するのに有効で
あり、また硬いNbC粒子の存在によって耐孔食性能が甚
だしく向上することで、硅砂などの微細な固形物の衝突
作用をうけてもエロージョンを起すことがないなどの卓
越した効果を有する。
第１図は、Ni−Cr−Fe合金における本発明材料のマトリ
ックス成分組成を示す３元状態図で、図中の○印内数字
は第１表合金No.を示す。 第２図は、供試材料のNi−CrまたはNi−Cr−Feマトリッ
クス中へのNbC添加量と孔食電位の関係を示すグラフ
で、図中の○印内数字は第１表合金No.を示す。 第３図は、Ni−CrまたはNi−Cr−Feマトリックス中への
NbC添加率と硬さの関係を示すグラフで、図中の○印内
数字は第１表合金No.を示す。 第４図は、動的環境下で耐食性と耐孔食性を確認するた
めの試験装置の略線図である。
ックス成分組成を示す３元状態図で、図中の○印内数字
は第１表合金No.を示す。 第２図は、供試材料のNi−CrまたはNi−Cr−Feマトリッ
クス中へのNbC添加量と孔食電位の関係を示すグラフ
で、図中の○印内数字は第１表合金No.を示す。 第３図は、Ni−CrまたはNi−Cr−Feマトリックス中への
NbC添加率と硬さの関係を示すグラフで、図中の○印内
数字は第１表合金No.を示す。 第４図は、動的環境下で耐食性と耐孔食性を確認するた
めの試験装置の略線図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−89543（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−177157（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−170444（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】鋼製母材上に溶接肉盛によって被覆形成さ
れる材料であって、Ni:21〜83wt％−Cr:16〜76wt％−F
e:16wt％以下からなるNi−Cr系合金、およびこの合金中
に分散含有させた１〜72wt％（外枠量）のNbCからなる
含塩化物環境下で優れた耐食性を示す溶接肉盛材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63124970A JP2566615B2 (ja) | 1988-05-24 | 1988-05-24 | 含塩化物環境下で優れた耐食性を示す溶接肉盛材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63124970A JP2566615B2 (ja) | 1988-05-24 | 1988-05-24 | 含塩化物環境下で優れた耐食性を示す溶接肉盛材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01294844A JPH01294844A (ja) | 1989-11-28 |
| JP2566615B2 true JP2566615B2 (ja) | 1996-12-25 |
Family
ID=14898728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63124970A Expired - Lifetime JP2566615B2 (ja) | 1988-05-24 | 1988-05-24 | 含塩化物環境下で優れた耐食性を示す溶接肉盛材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2566615B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013086120A (ja) * | 2011-10-17 | 2013-05-13 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 肉盛溶接体、および肉盛溶接体を利用した海水用機器 |
| JP6528106B2 (ja) * | 2014-05-30 | 2019-06-12 | アイセイエンジ株式会社 | ＮｂＣ分散強化型耐腐食性ニッケル・クロム・モリブデン合金とその製造方法、耐腐食性・耐摩耗性表面肉盛溶接層を備えた鋼材とその製造方法、並びに冷間工具 |
| WO2019189531A1 (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-03 | 日立金属株式会社 | Ｃｒ－Ｎｉ系合金、Ｃｒ－Ｎｉ系合金でなる急冷凝固成形体、合金粉末、粉末冶金成形体、鋳造成形体、Ｃｒ－Ｎｉ系合金の製造方法およびＣｒ－Ｎｉ系合金を用いた機械設備、配管部材 |
| WO2019189532A1 (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-03 | 日立金属株式会社 | 耐摩耗性部品 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6089543A (ja) * | 1983-10-20 | 1985-05-20 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 耐エロ−ジヨン性金属・セラミツクス複合材 |
| JPS62170444A (ja) * | 1986-01-21 | 1987-07-27 | Mitsubishi Metal Corp | 耐応力腐食割れ性のすぐれた析出強化型Ｎｉ基鋳造合金 |
| JPS62177157A (ja) * | 1986-01-31 | 1987-08-04 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 耐応力腐食割れ分散強化型合金及びその製造方法 |
-
1988
- 1988-05-24 JP JP63124970A patent/JP2566615B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01294844A (ja) | 1989-11-28 |
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