JP3225604B2 - 耐食性のすぐれた金属間化合物析出強化型Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金鋳造部材の製造方法 - Google Patents
耐食性のすぐれた金属間化合物析出強化型Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金鋳造部材の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、一段とすぐれた耐食
性を有する金属間化合物析出強化型Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ系
合金鋳造部材の製造方法に関するものである。
性を有する金属間化合物析出強化型Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ系
合金鋳造部材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般に強度と耐食性が要求される
各種構造部材、例えば石炭火力発電装置に併設される排
煙脱硫装置の循環水ポンプインペラーなどとして、均質
化処理に続いての析出処理で素地に金属間化合物を分散
析出せしめて強度向上をはかった各種の金属間化合物析
出強化型Ｎｉ基合金鋳造部材が用いられていることは良
く知られるところである。
各種構造部材、例えば石炭火力発電装置に併設される排
煙脱硫装置の循環水ポンプインペラーなどとして、均質
化処理に続いての析出処理で素地に金属間化合物を分散
析出せしめて強度向上をはかった各種の金属間化合物析
出強化型Ｎｉ基合金鋳造部材が用いられていることは良
く知られるところである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の各種製造
設備の高性能化並びに省力化はめざましく、これに伴な
い構造部材の使用条件も厳しさを増し、例えば上記の排
煙脱硫装置の循環水ポンプインペラーにおいても腐食環
境が一段と苛酷になっているが、従来の各種金属間化合
物析出強化型Ｎｉ基合金鋳造部材においては、強度は十
分であるが、耐食性が不十分であるために、かかる苛酷
な腐食環境下では腐食進行が速く、相対的に使用寿命の
短命化が避けられないのが現状である。
設備の高性能化並びに省力化はめざましく、これに伴な
い構造部材の使用条件も厳しさを増し、例えば上記の排
煙脱硫装置の循環水ポンプインペラーにおいても腐食環
境が一段と苛酷になっているが、従来の各種金属間化合
物析出強化型Ｎｉ基合金鋳造部材においては、強度は十
分であるが、耐食性が不十分であるために、かかる苛酷
な腐食環境下では腐食進行が速く、相対的に使用寿命の
短命化が避けられないのが現状である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、一段と耐食性の向上した金属間
化合物析出強化型Ｎｉ基合金鋳造部材を製造すべく研究
を行なった結果、前記金属間化合物析出強化型Ｎｉ基合
金鋳造部材を、重量％（質量％）で［以下、％は重量％
（質量％）を示す］、 Ｃｒ：１８〜４２％、 Ｍｏ：１３〜２８％、 （ただし、Ｃｒ＋Ｍｏ：３５〜５５％）、 を含有し、さらに必要に応じて、 （ａ） Ｆｅ：１〜１０％、 （ｂ） Ｗ，Ｃｕ、およびＶのうちの１種または２種以
上：０．１〜５％、 （ｃ） Ｃｏ：０．１〜５％、 以上（ａ）〜（ｃ）のうちの１種または２種以上、を含
有し、残りがＮｉと不可避不純物からなる組成を有する
Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金の鋳造部材に特定し、このＮｉ
−Ｃｒ−Ｍｏ系合金の鋳造部材に、均質化処理、望まし
くは１１５０〜１２５０℃の温度での均質化処理を施し
た後、強度向上を図る目的で析出処理、望ましくは５０
０〜８００℃の温度での析出処理を施して、素地に金属
間化合物を分散析出せしめ、この状態で加熱処理、すな
わち９５０〜１２００℃の温度に加熱保持後、望ましく
は前記加熱温度に１〜１５分間保持後急冷の条件で加熱
処理を施して、上記析出処理で分散析出せしめた上記金
属間化合物の１〜２０面積％を再固溶させると、上記鋳
造部材の耐食性が高強度を維持した状態で著しく向上す
るようになる、という研究結果を得たのである。
上述のような観点から、一段と耐食性の向上した金属間
化合物析出強化型Ｎｉ基合金鋳造部材を製造すべく研究
を行なった結果、前記金属間化合物析出強化型Ｎｉ基合
金鋳造部材を、重量％（質量％）で［以下、％は重量％
（質量％）を示す］、 Ｃｒ：１８〜４２％、 Ｍｏ：１３〜２８％、 （ただし、Ｃｒ＋Ｍｏ：３５〜５５％）、 を含有し、さらに必要に応じて、 （ａ） Ｆｅ：１〜１０％、 （ｂ） Ｗ，Ｃｕ、およびＶのうちの１種または２種以
上：０．１〜５％、 （ｃ） Ｃｏ：０．１〜５％、 以上（ａ）〜（ｃ）のうちの１種または２種以上、を含
有し、残りがＮｉと不可避不純物からなる組成を有する
Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金の鋳造部材に特定し、このＮｉ
−Ｃｒ−Ｍｏ系合金の鋳造部材に、均質化処理、望まし
くは１１５０〜１２５０℃の温度での均質化処理を施し
た後、強度向上を図る目的で析出処理、望ましくは５０
０〜８００℃の温度での析出処理を施して、素地に金属
間化合物を分散析出せしめ、この状態で加熱処理、すな
わち９５０〜１２００℃の温度に加熱保持後、望ましく
は前記加熱温度に１〜１５分間保持後急冷の条件で加熱
処理を施して、上記析出処理で分散析出せしめた上記金
属間化合物の１〜２０面積％を再固溶させると、上記鋳
造部材の耐食性が高強度を維持した状態で著しく向上す
るようになる、という研究結果を得たのである。
【０００５】なお、この発明の方法において、析出処理
で分散析出した金属間化合物の一部を素地に再固溶させ
ると耐食性が飛躍的に向上するようになるという理由に
ついては、析出処理で素地中に析出する金属間化合物の
周辺部のＣｒおよびＭｏの固溶含有量が素地におけるそ
れに比してミクロ的に低くなっており、これが原因で前
記金属間化合物周辺部から腐食が進行していたものが、
上記の通り金属間化合物の一部を再固溶させると、金属
間化合物周辺部のＣｒおよびＭｏの固溶含有量が素地の
それに近づくようになることから、前記金属間化合物周
辺部からの腐食が抑制されるようになるものと考えられ
る。
で分散析出した金属間化合物の一部を素地に再固溶させ
ると耐食性が飛躍的に向上するようになるという理由に
ついては、析出処理で素地中に析出する金属間化合物の
周辺部のＣｒおよびＭｏの固溶含有量が素地におけるそ
れに比してミクロ的に低くなっており、これが原因で前
記金属間化合物周辺部から腐食が進行していたものが、
上記の通り金属間化合物の一部を再固溶させると、金属
間化合物周辺部のＣｒおよびＭｏの固溶含有量が素地の
それに近づくようになることから、前記金属間化合物周
辺部からの腐食が抑制されるようになるものと考えられ
る。
【０００６】したがって、この発明は、上記の研究結果
にもとづいてなされたものであって、 Ｃｒ：１８〜４２％、 Ｍｏ：１３〜２８％、 （ただしＣｒ＋Ｍｏ：３５〜５５％）、 を含有し、さらに必要に応じて、 （ａ） Ｆｅ：１〜１０％、 （ｂ） Ｗ，Ｃｕ、およびＶのうちの１種または２種以
上：０．１〜５％、 （ｃ） Ｃｏ：０．１〜５％、 以上（ａ）〜（ｃ）のうちの１種または２種以上、を含
有し、残りがＮｉと不可避不純物からなる組成を有する
Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金の鋳造部材に、均質化処理を施
した後、析出処理を施して、素地に金属間化合物を分散
析出せしめ、ついで９５０〜１２００℃の温度に加熱保
持後急冷の条件で加熱処理を施して、前記析出処理で分
散析出せしめた前記金属間化合物の１〜２０面積％を再
固溶させることにより、耐食性のすぐれた金属間化合物
析出強化型Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金鋳造部材を製造する
方法に特徴を有するものである。
にもとづいてなされたものであって、 Ｃｒ：１８〜４２％、 Ｍｏ：１３〜２８％、 （ただしＣｒ＋Ｍｏ：３５〜５５％）、 を含有し、さらに必要に応じて、 （ａ） Ｆｅ：１〜１０％、 （ｂ） Ｗ，Ｃｕ、およびＶのうちの１種または２種以
上：０．１〜５％、 （ｃ） Ｃｏ：０．１〜５％、 以上（ａ）〜（ｃ）のうちの１種または２種以上、を含
有し、残りがＮｉと不可避不純物からなる組成を有する
Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金の鋳造部材に、均質化処理を施
した後、析出処理を施して、素地に金属間化合物を分散
析出せしめ、ついで９５０〜１２００℃の温度に加熱保
持後急冷の条件で加熱処理を施して、前記析出処理で分
散析出せしめた前記金属間化合物の１〜２０面積％を再
固溶させることにより、耐食性のすぐれた金属間化合物
析出強化型Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金鋳造部材を製造する
方法に特徴を有するものである。
【０００７】つぎに、この発明の方法において、Ｎｉ−
Ｃｒ−Ｍｏ系合金鋳造部材の組成を上記の通りに定めた
理由を説明する。 （ａ） ＣｒおよびＭｏ ＣｒおよびＭｏ成分には、共存した状態で素地に固溶し
て、耐食性を向上させるほか、素地に微細に分散析出す
る金属間化合物を形成して、強度と硬さを向上させる作
用があるが、その含有量がＣｒ：１８％未満およびＭ
ｏ：１３％未満にして、Ｃｒ＋Ｍｏ：３５％未満では前
記作用に所望の効果が得られず、一方その含有量がＣ
ｒ：４２％、Ｍｏ：２８％、およびＣｒ＋Ｍｏ：５５％
を越えると鋳造性が急激に低下するようになることか
ら、Ｃｒ：１８〜４２％、Ｍｏ：１３〜２８％、Ｃｒ＋
Ｍｏ：３５〜５５％と定めた。
Ｃｒ−Ｍｏ系合金鋳造部材の組成を上記の通りに定めた
理由を説明する。 （ａ） ＣｒおよびＭｏ ＣｒおよびＭｏ成分には、共存した状態で素地に固溶し
て、耐食性を向上させるほか、素地に微細に分散析出す
る金属間化合物を形成して、強度と硬さを向上させる作
用があるが、その含有量がＣｒ：１８％未満およびＭ
ｏ：１３％未満にして、Ｃｒ＋Ｍｏ：３５％未満では前
記作用に所望の効果が得られず、一方その含有量がＣ
ｒ：４２％、Ｍｏ：２８％、およびＣｒ＋Ｍｏ：５５％
を越えると鋳造性が急激に低下するようになることか
ら、Ｃｒ：１８〜４２％、Ｍｏ：１３〜２８％、Ｃｒ＋
Ｍｏ：３５〜５５％と定めた。
【０００８】（ｂ） Ｆｅ Ｆｅ成分には、Ｎｉの一部を代替しても特性を何ら損な
わない作用があるので、経済性を考慮してＮｉの一部を
Ｆｅで置換してもよいが、この場合その含有量が１％未
満では所望の経済効果が得られず、一方その含有量が１
０％を越えると耐食性が劣化するようになることから、
その含有量は１〜１０％としなければならない。
わない作用があるので、経済性を考慮してＮｉの一部を
Ｆｅで置換してもよいが、この場合その含有量が１％未
満では所望の経済効果が得られず、一方その含有量が１
０％を越えると耐食性が劣化するようになることから、
その含有量は１〜１０％としなければならない。
【０００９】（ｃ） Ｗ，Ｃｕ、およびＶ これらの成分には、さらに耐食性を向上させる作用があ
るので、必要に応じて含有させるとよいが、その含有量
が０．１％未満では所望の耐食性向上効果が得られず、
一方その含有量が５％を越えると鋳造欠陥が発生し易く
なることから、その含有量を０．１〜５％と定めた。
るので、必要に応じて含有させるとよいが、その含有量
が０．１％未満では所望の耐食性向上効果が得られず、
一方その含有量が５％を越えると鋳造欠陥が発生し易く
なることから、その含有量を０．１〜５％と定めた。
【００１０】（ｄ） Ｃｏ Ｃｏ成分には、硬さを増して耐摩耗性を向上させる作用
があるので、必要に応じて含有させるとよいが、その含
有量が０．１％未満では所望の耐摩耗性向上効果が得ら
れず、一方その含有量が５％を越えると脆化傾向が現わ
れるようになることから、その含有量を０．１〜５％と
定めた。
があるので、必要に応じて含有させるとよいが、その含
有量が０．１％未満では所望の耐摩耗性向上効果が得ら
れず、一方その含有量が５％を越えると脆化傾向が現わ
れるようになることから、その含有量を０．１〜５％と
定めた。
【００１１】また、上記Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金部材に
施される均質化処理および析出処理は通常の条件でよ
く、１１５０〜１２５０℃での均質化処理および５００
〜８００℃での析出処理が一般的である。
施される均質化処理および析出処理は通常の条件でよ
く、１１５０〜１２５０℃での均質化処理および５００
〜８００℃での析出処理が一般的である。
【００１２】さらに、この発明の方法において、素地中
に析出している金属間化合物の１〜２０面積％を素地中
に再固溶させるための加熱処理は、上記の通り９５０〜
１２００℃に加熱保持後、望ましくは前記加熱温度に１
〜１５分間保持後急冷（水冷、強制空冷など）の条件で
行なうが、この場合の１〜２０面積％の再固溶割合は経
験的に定めたものであって、その割合が１面積％未満で
は所望の耐食性向上効果が得られず、一方その割合が２
０面積％を越えると強度低下が著しくなるという理由に
もとづくものである。
に析出している金属間化合物の１〜２０面積％を素地中
に再固溶させるための加熱処理は、上記の通り９５０〜
１２００℃に加熱保持後、望ましくは前記加熱温度に１
〜１５分間保持後急冷（水冷、強制空冷など）の条件で
行なうが、この場合の１〜２０面積％の再固溶割合は経
験的に定めたものであって、その割合が１面積％未満で
は所望の耐食性向上効果が得られず、一方その割合が２
０面積％を越えると強度低下が著しくなるという理由に
もとづくものである。
【００１３】
【実施例】つぎに、この発明の方法を実施例により具体
的に説明する。通常の高周波炉を用い、Ａｒ雰囲気中、
それぞれ表１，２に示される成分組成をもったＮｉ−Ｃ
ｒ−Ｍｏ系合金溶湯を調製し、直径：６０mm×長さ：２
００mmの寸法をもった部材に鋳造し、この鋳造部材に、
１１５０〜１２５０℃の範囲内の所定温度に１０時間保
持の条件で均質化処理を施した後、５００〜８００℃の
範囲内の所定温度に３時間保持の条件で析出処理を施す
ことにより比較方法１〜２４を行ない、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍ
ｏ系合金鋳造部材をそれぞれ製造した。
的に説明する。通常の高周波炉を用い、Ａｒ雰囲気中、
それぞれ表１，２に示される成分組成をもったＮｉ−Ｃ
ｒ−Ｍｏ系合金溶湯を調製し、直径：６０mm×長さ：２
００mmの寸法をもった部材に鋳造し、この鋳造部材に、
１１５０〜１２５０℃の範囲内の所定温度に１０時間保
持の条件で均質化処理を施した後、５００〜８００℃の
範囲内の所定温度に３時間保持の条件で析出処理を施す
ことにより比較方法１〜２４を行ない、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍ
ｏ系合金鋳造部材をそれぞれ製造した。
【００１４】ついで、上記比較方法１〜２４で製造され
たＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金鋳造部材に対して、表３，４
に示される条件（冷却はいずれも水冷）で加熱処理を施
すことにより本発明方法１〜２４をそれぞれ実施した。
たＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金鋳造部材に対して、表３，４
に示される条件（冷却はいずれも水冷）で加熱処理を施
すことにより本発明方法１〜２４をそれぞれ実施した。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【表２】
【００１７】
【表３】
【００１８】
【表４】
【００１９】つぎに、この結果得られた各種のＮｉ−Ｃ
ｒ−Ｍｏ系合金鋳造部材について、金属間化合物の面積
率、引張強さ、およびビッカース硬さを測定すると共
に、耐食性を評価する目的で、５０％Ｈ2 ＳＯ4 水溶液
にＦｅ2 （ＳＯ4 ）3 を４２ｇ／ｌの割合で溶解させて
なる沸騰液中に２４時間浸漬のストリーカーテストを行
ない、腐食速度（年換算）を測定した。
ｒ−Ｍｏ系合金鋳造部材について、金属間化合物の面積
率、引張強さ、およびビッカース硬さを測定すると共
に、耐食性を評価する目的で、５０％Ｈ2 ＳＯ4 水溶液
にＦｅ2 （ＳＯ4 ）3 を４２ｇ／ｌの割合で溶解させて
なる沸騰液中に２４時間浸漬のストリーカーテストを行
ない、腐食速度（年換算）を測定した。
【００２０】なお、金属間化合物の面積率は、顕微鏡組
織写真を用い、これに画像処理を施すことにより測定し
た。これらの測定結果を表１〜４にそれぞれ示した。ま
た、表３，４には金属間化合物の再固溶割合の算出結果
も示した。
織写真を用い、これに画像処理を施すことにより測定し
た。これらの測定結果を表１〜４にそれぞれ示した。ま
た、表３，４には金属間化合物の再固溶割合の算出結果
も示した。
【００２１】
【発明の効果】表１〜４に示される結果から、本発明方
法１〜２４で製造されたＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金鋳造部
材は、いずれも強度が比較方法１〜２４で製造されたＮ
ｉ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金鋳造部材とほぼ同等で、これより
著しくすぐれた耐食性を示すことが明らかである。上述
のように、この発明の方法によれば、高強度を保持した
状態で、一段とすぐれた耐食性を有し、きわめて苛酷な
腐食環境にも十分満足に対応できる金属間化合物析出強
化型Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金鋳造部材を製造することが
できるのである。
法１〜２４で製造されたＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金鋳造部
材は、いずれも強度が比較方法１〜２４で製造されたＮ
ｉ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金鋳造部材とほぼ同等で、これより
著しくすぐれた耐食性を示すことが明らかである。上述
のように、この発明の方法によれば、高強度を保持した
状態で、一段とすぐれた耐食性を有し、きわめて苛酷な
腐食環境にも十分満足に対応できる金属間化合物析出強
化型Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金鋳造部材を製造することが
できるのである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６８２ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６８２ ６９１ ６９１Ａ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22F 1/10 C22C 19/00 - 19/05
Claims (2)
- 【請求項１】 重量％（質量％）で、 Ｃｒ：１８〜４２％、 Ｍｏ：１３〜２８％、 （ただしＣｒ＋Ｍｏ：３５〜５５％）、 を含有し、残りがＮｉと不可避不純物からなる組成を有
するＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金の鋳造部材に、均質化処理
を施した後、析出処理を施して、素地に金属間化合物を
分散析出せしめ、ついで９５０〜１２００℃の温度に加
熱保持後急冷の条件で加熱処理を施して、前記析出処理
で分散析出せしめた前記金属間化合物の１〜２０面積％
を再固溶させることを特徴とする耐食性のすぐれた金属
間化合物析出強化型Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金鋳造部材の
製造方法。 - 【請求項２】 重量％（質量％）で、 Ｃｒ：１８〜４２％、 Ｍｏ：１３〜２８％、 （ただしＣｒ＋Ｍｏ：３５〜５５％）、 を含有し、さらに （ａ） Ｆｅ：１〜１０％、 （ｂ） Ｗ，Ｃｕ、およびＶのうちの１種または２種以
上：０．１〜５％、 （ｃ） Ｃｏ：０．１〜５％、 以上（ａ）〜（ｃ）のうちの１種または２種以上、 を含有し、残りがＮｉと不可避不純物からなる組成を有
するＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金の鋳造部材に、均質化処理
を施した後、析出処理を施して、素地に金属間化合物を
分散析出せしめ、ついで９５０〜１２００℃の温度に加
熱保持後急冷の条件で加熱処理を施して、前記析出処理
で分散析出せしめた前記金属間化合物の１〜２０面積％
を再固溶させることを特徴とする耐食性のすぐれた金属
間化合物析出強化型Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金鋳造部材の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18184992A JP3225604B2 (ja) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | 耐食性のすぐれた金属間化合物析出強化型Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金鋳造部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18184992A JP3225604B2 (ja) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | 耐食性のすぐれた金属間化合物析出強化型Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金鋳造部材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH062093A JPH062093A (ja) | 1994-01-11 |
| JP3225604B2 true JP3225604B2 (ja) | 2001-11-05 |
Family
ID=16107901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18184992A Expired - Lifetime JP3225604B2 (ja) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | 耐食性のすぐれた金属間化合物析出強化型Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金鋳造部材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3225604B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6280540B1 (en) * | 1994-07-22 | 2001-08-28 | Haynes International, Inc. | Copper-containing Ni-Cr-Mo alloys |
| DE10329530A1 (de) * | 2003-06-30 | 2005-02-03 | Access Materials&Processes | Gieß- und Erstarrungsverfahren für Bauteile aus intermetallischen Legierungen |
| JP4816950B2 (ja) * | 2006-11-10 | 2011-11-16 | 三菱マテリアル株式会社 | 耐食性および耐摩耗性に優れたＮｉ基合金およびそのＮｉ基合金からなるコンダクターロール |
-
1992
- 1992-06-16 JP JP18184992A patent/JP3225604B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH062093A (ja) | 1994-01-11 |
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