JP2932653B2 - 加熱炉用スキッドレールとその製造方法 - Google Patents
加熱炉用スキッドレールとその製造方法Info
- Publication number
- JP2932653B2 JP2932653B2 JP2252931A JP25293190A JP2932653B2 JP 2932653 B2 JP2932653 B2 JP 2932653B2 JP 2252931 A JP2252931 A JP 2252931A JP 25293190 A JP25293190 A JP 25293190A JP 2932653 B2 JP2932653 B2 JP 2932653B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- skid rail
- less
- heating furnace
- alloy
- crystal grains
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 10
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 24
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 20
- 229910001175 oxide dispersion-strengthened alloy Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005551 mechanical alloying Methods 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 3
- 238000001192 hot extrusion Methods 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 235000012438 extruded product Nutrition 0.000 description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 2
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 2
- 238000001513 hot isostatic pressing Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N yttrium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Y+3].[Y+3] RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、酸化物分散強化型Ni基合金を用いた加熱炉
用スキッドレールとその製造方法に関する。
用スキッドレールとその製造方法に関する。
（従来の技術） 従来より、スキッドレールなどに用いられる耐熱材料
として、Ni基合金にイットリアY2O3のような高融点酸化
物の微細粒子を分散させて強化した酸化物分散強化型Ni
基合金が知られている（特公昭56−38665号公報）。
として、Ni基合金にイットリアY2O3のような高融点酸化
物の微細粒子を分散させて強化した酸化物分散強化型Ni
基合金が知られている（特公昭56−38665号公報）。
これは、Ni基母材に高融点酸化物の微粒子を分散させ
て耐熱性および強度の向上を図るものである。
て耐熱性および強度の向上を図るものである。
（発明が解決しようとする課題） 本発明は、このようなNi基酸化物分散型合金を改良す
るもので、結晶粒の特性に着目し、所定の製造方法によ
りクレープ強度、破断寿命を向上させるようにした酸化
物分散強化型合金を用いた加熱炉用スキッドレールを提
供することを目的とする。
るもので、結晶粒の特性に着目し、所定の製造方法によ
りクレープ強度、破断寿命を向上させるようにした酸化
物分散強化型合金を用いた加熱炉用スキッドレールを提
供することを目的とする。
（課題を解決するための手段） 本発明の加熱炉用スキッドレールは、組成が重量％
で、Cr:18〜40％、Fe:5％以下、Al:5％以下、Ti:5％以
下、残部実質的にNiからなり、結晶粒のアスペクト比の
平均値が10以上あって、前記結晶粒の伸張した方向と荷
重面とが直角になるように配置した合金を、スキッドレ
ール本体として組み込んだことを特徴とする。
で、Cr:18〜40％、Fe:5％以下、Al:5％以下、Ti:5％以
下、残部実質的にNiからなり、結晶粒のアスペクト比の
平均値が10以上あって、前記結晶粒の伸張した方向と荷
重面とが直角になるように配置した合金を、スキッドレ
ール本体として組み込んだことを特徴とする。
本発明の加熱炉用スキッドレールの製造方法は、組成
が重量％で、Cr:18〜40％、Fe:5％以下、Al:5％以下、T
i:5％以下、残部実質的にNiからなる合金であって、メ
カニカルアロイイング法で製造した酸化物分散強化型Ni
基合金を熱間加工し、1300℃以上で加熱し、結晶粒を成
長させ、結晶粒のアスペクト比の平均値を10以上にした
合金を、前記結晶粒の伸張方向が荷重面に直交するよう
にスキッドレールに組み込むことを特徴とする。
が重量％で、Cr:18〜40％、Fe:5％以下、Al:5％以下、T
i:5％以下、残部実質的にNiからなる合金であって、メ
カニカルアロイイング法で製造した酸化物分散強化型Ni
基合金を熱間加工し、1300℃以上で加熱し、結晶粒を成
長させ、結晶粒のアスペクト比の平均値を10以上にした
合金を、前記結晶粒の伸張方向が荷重面に直交するよう
にスキッドレールに組み込むことを特徴とする。
ここに、酸化物分散強化型Ni基合金を用いたのは、耐
熱性および高温クリープ強度等に優れているからであ
る。熱間加工は、熱間押出し、熱間圧延、鋳造、熱間静
水圧プレス（HIP）、等を用いることができるが、これ
らの加工法に限られない。熱間加工後1300℃以上の温度
で加熱したのは、熱間加工された合金の結晶粒を加工方
向に優先的に異常成長（二次再結晶）させ、高アスペク
ト比の二次再結晶組織を得るためである。
熱性および高温クリープ強度等に優れているからであ
る。熱間加工は、熱間押出し、熱間圧延、鋳造、熱間静
水圧プレス（HIP）、等を用いることができるが、これ
らの加工法に限られない。熱間加工後1300℃以上の温度
で加熱したのは、熱間加工された合金の結晶粒を加工方
向に優先的に異常成長（二次再結晶）させ、高アスペク
ト比の二次再結晶組織を得るためである。
本発明に用いる超合金の組成を前記のように選択した
理由は、次のとおりである。
理由は、次のとおりである。
Cr:18〜40％ Cr含有量がこの下限に満たないと所望の耐熱性が得ら
れない。一方、上限を超えるとオーステナイト組織を維
持しにくくなる。好ましいCr含有量は、前記のように18
〜40％、特に25〜35％である。
れない。一方、上限を超えるとオーステナイト組織を維
持しにくくなる。好ましいCr含有量は、前記のように18
〜40％、特に25〜35％である。
Fe:5％以下 鉄の含有量は、好ましくは１％以下であるが、５％ま
でなら、より高いFe含有の合金を耐熱衝撃性材料、高温
耐酸化性材料、高温構造用材料として使用可能である。
でなら、より高いFe含有の合金を耐熱衝撃性材料、高温
耐酸化性材料、高温構造用材料として使用可能である。
Al:5％以下、Ti:5％以下 通常のスキッドレールでは、これらの成分の含有量は
１％以下でよいが、さらに耐酸化性を高めたい場合、例
えば比較的O2量の多い（数％まで）雰囲気をもつ加熱炉
に使用するスキッドレールでは、これらの元素Alおよび
Tiを５％までの範囲で添加すると、好ましい結果が得ら
れる。これ以上の添加は、有害な大型介在物の増加をも
たらす。
１％以下でよいが、さらに耐酸化性を高めたい場合、例
えば比較的O2量の多い（数％まで）雰囲気をもつ加熱炉
に使用するスキッドレールでは、これらの元素Alおよび
Tiを５％までの範囲で添加すると、好ましい結果が得ら
れる。これ以上の添加は、有害な大型介在物の増加をも
たらす。
（作用） 本発明による加熱炉用スキッドレールの製造方法によ
れば、メカニカルアロイイング法で製造した酸化物分散
強化型Ni基合金粉末を熱間加工により加工し、その加工
方向に結晶粒を異常成長させることによってアスペクト
比の平均値が10以上の二次再結晶組織が得られ、結晶粒
の伸張した方向と荷重面とが直角になるように配置する
ため、破断寿命およびクリープ強度を大幅に増大させら
れる。
れば、メカニカルアロイイング法で製造した酸化物分散
強化型Ni基合金粉末を熱間加工により加工し、その加工
方向に結晶粒を異常成長させることによってアスペクト
比の平均値が10以上の二次再結晶組織が得られ、結晶粒
の伸張した方向と荷重面とが直角になるように配置する
ため、破断寿命およびクリープ強度を大幅に増大させら
れる。
（実施例） 以下、本発明の実施例を説明する。
本実施例の加熱炉用スキッドレールに用いられるNi基
酸化物分散強化型合金の組成は、第１表に示すとおりで
ある。この合金の粉末の製造方法は次のとおりである。
メカニカルアロイイング法により、合金成分となる純金
属とイットリアの如き高融点金属酸化物の結晶粒子とを
高運動エネルギ型ボールミルに入れ、微粉砕するととも
に混合することによって各成分の微細粉末の緊密かつ均
一な混合物を造る。
酸化物分散強化型合金の組成は、第１表に示すとおりで
ある。この合金の粉末の製造方法は次のとおりである。
メカニカルアロイイング法により、合金成分となる純金
属とイットリアの如き高融点金属酸化物の結晶粒子とを
高運動エネルギ型ボールミルに入れ、微粉砕するととも
に混合することによって各成分の微細粉末の緊密かつ均
一な混合物を造る。
この合金粉末混合物を熱間押出しにより成形した。そ
の際、押出し比を変化させた。
の際、押出し比を変化させた。
得られた押出し成形体を1315℃以上に約１時間保持し
た。この熱処理は押出し成形により加工し長粒状になっ
た結晶粒を異常成長（二次再結晶）させ、アスペクト比
の高い二次再結晶組織を得るためである。
た。この熱処理は押出し成形により加工し長粒状になっ
た結晶粒を異常成長（二次再結晶）させ、アスペクト比
の高い二次再結晶組織を得るためである。
前記熱処理した押出し成形体について引張クリープ
試験、圧縮クリープ試験を行った。その結果を第２表
および第３表ならびに第１図および第２図に示す。
試験、圧縮クリープ試験を行った。その結果を第２表
および第３表ならびに第１図および第２図に示す。
引張クリープ試験 試験条件は、温度1623K、圧力49MPaの条件でクリープ
ラクチャー試験を実施した。その結果、第２表および第
１図から明らかなように、アスペクト比が４以上になる
とクリープ強度が増し、アスペクト比が60位で最長破断
寿命に到達し飽和することが解かる。
ラクチャー試験を実施した。その結果、第２表および第
１図から明らかなように、アスペクト比が４以上になる
とクリープ強度が増し、アスペクト比が60位で最長破断
寿命に到達し飽和することが解かる。
圧縮クリープ試験 前記第２表中の実施例１のアスペクト比10の結晶粒の
焙結体について押出し方向に垂直な方向に圧縮応力が生
じるように圧縮クリープ試験を実施した。試験条件は温
度1623K、圧力49MPaとした。その結果を第３表ならびに
第２図に示す。
焙結体について押出し方向に垂直な方向に圧縮応力が生
じるように圧縮クリープ試験を実施した。試験条件は温
度1623K、圧力49MPaとした。その結果を第３表ならびに
第２図に示す。
試験の結果、結晶粒の長軸方向と平行方向に圧縮力を
加えた場合、結晶粒の短軸方向に垂直な方向に圧縮力を
加えた場合の破断寿命の約23倍の破断寿命が得られ、ま
たクリープ速度については約1/18倍であった。これによ
り第３図に示す模式図のように、結晶粒１の長軸方向
（成長方向）に圧縮力を作用させたとき破断寿命が長く
またクリープ速度が遅いことが解かった。
加えた場合、結晶粒の短軸方向に垂直な方向に圧縮力を
加えた場合の破断寿命の約23倍の破断寿命が得られ、ま
たクリープ速度については約1/18倍であった。これによ
り第３図に示す模式図のように、結晶粒１の長軸方向
（成長方向）に圧縮力を作用させたとき破断寿命が長く
またクリープ速度が遅いことが解かった。
前記製造方法により鋼片用加熱炉に用いるスキッドレ
ールを製造した。スキッドレールの構造については例え
ば第４図に示すとおりである。スキッドレール５は、水
冷スキッドパイプ２に金属製のサドル３を溶接固定し、
このサドル３にスキッドレール本体４を取付け、スキッ
ドパイプ２およびサドル３の周囲に耐火断熱材６を被覆
している。
ールを製造した。スキッドレールの構造については例え
ば第４図に示すとおりである。スキッドレール５は、水
冷スキッドパイプ２に金属製のサドル３を溶接固定し、
このサドル３にスキッドレール本体４を取付け、スキッ
ドパイプ２およびサドル３の周囲に耐火断熱材６を被覆
している。
前記実施例では熱間押出しにより成形した成形体を高
温で保持したが、本発明は、所定の合金粉末を熱間静水
圧プレス（HIP）した後圧延、鋳造、鍛造等を行った
後、1300℃以上に加熱保持するようにしてもよい。また
真空ホットプレス（VHP）を行った後、圧延、鍛造等に
より塑性変形し、その後1300℃以上で加熱し二次再結晶
組織にするようにしてもよい。
温で保持したが、本発明は、所定の合金粉末を熱間静水
圧プレス（HIP）した後圧延、鋳造、鍛造等を行った
後、1300℃以上に加熱保持するようにしてもよい。また
真空ホットプレス（VHP）を行った後、圧延、鍛造等に
より塑性変形し、その後1300℃以上で加熱し二次再結晶
組織にするようにしてもよい。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明の加熱炉用スキッドレー
ルの製造方法によれば、所定の組成をもつNi基合金をメ
カニカルアロイイング法により製造し、この合金を熱間
加工した後加熱し、結晶粒のアスペクト平均値比が10以
上の大きな二次再結晶組織をもつNi基合金を製造し、結
晶粒の伸張方向が荷重面に直交するようにスキッドレー
ルに組み込むため、得られる加熱炉用スキッドレールは
耐熱性、耐熱衝撃性、クリープ強度および破断寿命に優
れるという効果がある。
ルの製造方法によれば、所定の組成をもつNi基合金をメ
カニカルアロイイング法により製造し、この合金を熱間
加工した後加熱し、結晶粒のアスペクト平均値比が10以
上の大きな二次再結晶組織をもつNi基合金を製造し、結
晶粒の伸張方向が荷重面に直交するようにスキッドレー
ルに組み込むため、得られる加熱炉用スキッドレールは
耐熱性、耐熱衝撃性、クリープ強度および破断寿命に優
れるという効果がある。
第１図は本発明の実施例および比較例による加熱炉用ス
キッドレールに用いられる酸化物分散強化型Ni基合金の
アスペクト比と破断寿命の関係を示す特性図、第２図は
クリープ速度を表す特性図、第３図は本発明の製造方法
により得られた加熱炉用スキッドレールに用いられる酸
化物分散強化型Ni基合金の二次再結晶組織を表す模式
図、第４図は本発明の実施例による加熱炉用スキッドレ
ールを表す断面図である。 １……結晶粒、 ５……スキッドレール。
キッドレールに用いられる酸化物分散強化型Ni基合金の
アスペクト比と破断寿命の関係を示す特性図、第２図は
クリープ速度を表す特性図、第３図は本発明の製造方法
により得られた加熱炉用スキッドレールに用いられる酸
化物分散強化型Ni基合金の二次再結晶組織を表す模式
図、第４図は本発明の実施例による加熱炉用スキッドレ
ールを表す断面図である。 １……結晶粒、 ５……スキッドレール。
Claims (2)
- 【請求項１】組成が重量％で、 Cr:18〜40％、 Fe:5％以下、 Al:5％以下、 Ti:5％以下、 残部実質的にNi からなり、結晶粒のアスペクト比の平均値が10以上あっ
て、前記結晶粒の伸張した方向と荷重面とが直角になる
ように配置した合金を、スキッドレール本体として組み
込んだことを特徴とする加熱炉用スキッドレール。 - 【請求項２】組成が重量％で、 Cr:18〜40％、 Fe:5％以下、 Al:5％以下、 Ti:5％以下、 残部実質的にNi からなる合金であって、メカニカルアロイイング法で製
造した酸化物分散強化型Ni基合金を熱間加工し、1300℃
以上で加熱し、結晶粒を成長させて結晶粒のアスペクト
比の平均値を10以上にした合金を、前記結晶粒の伸張方
向が荷重面に直交するようにスキッドレールに組み込む
ことを特徴とする加熱炉用スキッドレールの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2252931A JP2932653B2 (ja) | 1990-09-21 | 1990-09-21 | 加熱炉用スキッドレールとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2252931A JP2932653B2 (ja) | 1990-09-21 | 1990-09-21 | 加熱炉用スキッドレールとその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04131344A JPH04131344A (ja) | 1992-05-06 |
| JP2932653B2 true JP2932653B2 (ja) | 1999-08-09 |
Family
ID=17244160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2252931A Expired - Lifetime JP2932653B2 (ja) | 1990-09-21 | 1990-09-21 | 加熱炉用スキッドレールとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2932653B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE60015728T2 (de) * | 1999-01-28 | 2005-11-03 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Wärmebeständiger legierungsdraht |
-
1990
- 1990-09-21 JP JP2252931A patent/JP2932653B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04131344A (ja) | 1992-05-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0361524B1 (en) | Ni-base superalloy and method for producing the same | |
| JPS5887244A (ja) | 銅基スピノ−ダル合金条とその製造方法 | |
| JP7233659B2 (ja) | 熱間鍛造用のチタンアルミナイド合金材及びチタンアルミナイド合金材の鍛造方法並びに鍛造体 | |
| JPH0823053B2 (ja) | 加工性に優れた高強度チタン合金およびその合金材の製造方法ならびにその超塑性加工法 | |
| JPH01252747A (ja) | 延性の優れた高強度チタン材及びその製造方法 | |
| US4077811A (en) | Process for "Black Fabrication" of molybdenum and molybdenum alloy wrought products | |
| JP2005002451A (ja) | 耐熱ばね用Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ基合金および耐熱ばねの製造方法 | |
| JPH0321622B2 (ja) | ||
| EP0132371B1 (en) | Process for making alloys having a coarse elongated grain structure | |
| JP2932653B2 (ja) | 加熱炉用スキッドレールとその製造方法 | |
| JPS5935642A (ja) | Ｍｏ合金インゴツトの製造方法 | |
| JPH04147947A (ja) | 酸化物分散強化型Ｆｅ基合金とその製造方法 | |
| JP2738130B2 (ja) | 高冷却能を有する高強度Ｃｕ合金製連続鋳造鋳型材およびその製造法 | |
| JPS599610B2 (ja) | 炉の構成要素に適する合金 | |
| JP2001152208A (ja) | 酸化物分散強化型Ｎｉ基合金線およびその製造方法 | |
| JP3049567B2 (ja) | Ｎｉ基耐熱合金素材の製造方法 | |
| JP7233658B2 (ja) | 熱間鍛造用のチタンアルミナイド合金材及びチタンアルミナイド合金材の鍛造方法 | |
| JPH0236669B2 (ja) | ||
| JPH08311626A (ja) | 超合金材の製造方法 | |
| JPH0953141A (ja) | 酸化物分散強化型合金材料の製造方法 | |
| JPS6137944A (ja) | モリブデン板及びその製造方法 | |
| JPH0693328A (ja) | 酸化物分散強化型合金を用いたハースロール | |
| JPH07278726A (ja) | 酸化物分散強化型フェライト鋼の製法 | |
| Kossowsky | Microstructures of Inconel X750 for cryogenic structural applications | |
| JPS634905B2 (ja) |