JP5780212B2 - Ni-based alloy - Google Patents

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本発明は、Ni基合金に関する。   The present invention relates to a Ni-based alloy.

石油精製及び石油化学プラント等で使用されるエアフィンクーラ又は空気予熱器、及び、火力発電所等で使用される排煙脱硫装置等の設備は、腐食環境で使用される。これらの設備では、燃焼ガスが冷却されると、塩酸や硫酸等の還元性酸が生成されるためである。このような腐食環境下の設備に使用される材料では、還元性酸に対する耐食性が求められる。さらに、これらの設備は高圧下で使用される場合が多い。したがって、これらの設備に利用される材料には高い強度も求められる。   Equipment such as an air fin cooler or air preheater used in oil refining and petrochemical plants, and flue gas desulfurization equipment used in thermal power plants and the like are used in corrosive environments. This is because in these facilities, when the combustion gas is cooled, reducing acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid are generated. A material used for such a facility in a corrosive environment is required to have corrosion resistance against a reducing acid. Furthermore, these facilities are often used under high pressure. Therefore, high strength is also required for materials used for these facilities.

このような腐食環境下の設備の材料として、低合金鋼及びステンレス鋼といったFe基の耐食合金が利用されている。最近ではさらに、脱硫装置等の一部において、Fe基合金に代えてNi基合金が利用されている。脱硫装置等に利用されているNi基合金はたとえば、ハステロイC22及びハステロイC276(「ハステロイ」は商標である)等の市販のNi基合金である。これらのNi基合金は、20%Cr−15%Mo−4%Wを基本組成とし、Mo及びWを含有する。また、特開平8−3666号公報(特許文献1)に開示されるNi基合金も、脱硫装置等の一部に利用されている。特許文献1のNi基合金は、16〜27%のCr、16〜25%のMo、及び、1.1〜3.5%のTaを含有する。   As materials for facilities under such a corrosive environment, Fe-based corrosion resistant alloys such as low alloy steel and stainless steel are used. Recently, Ni-based alloys have been used in place of Fe-based alloys in some desulfurization equipment and the like. Examples of Ni-based alloys used in desulfurization equipment include commercially available Ni-based alloys such as Hastelloy C22 and Hastelloy C276 (“Hastelloy” is a trademark). These Ni-based alloys have a basic composition of 20% Cr-15% Mo-4% W and contain Mo and W. Further, Ni-based alloys disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-3666 (Patent Document 1) are also used in some desulfurization apparatuses and the like. The Ni-based alloy of Patent Document 1 contains 16 to 27% Cr, 16 to 25% Mo, and 1.1 to 3.5% Ta.

さらに、上述のような腐食環境用の合金が、特開平5−195126号公報(特許文献2)、特開平6−128699号公報(特許文献3)、特開平10−60603号公報(特許文献4)、特開2002−96111号公報(特許文献5)、特開2002−96171号公報(特許文献6)、特開2001−107196号公報(特許文献7)及び特開2004−19005号公報(特許文献8)及び国際公開第2009/119630号(特許文献9)に提案されている。   Further, alloys for the corrosive environment as described above are disclosed in JP-A-5-195126 (Patent Document 2), JP-A-6-128699 (Patent Document 3), and JP-A-10-60603 (Patent Document 4). ), JP-A-2002-96111 (Patent Document 5), JP-A-2002-96171 (Patent Document 6), JP-A-2001-107196 (Patent Document 7) and JP-A-2004-19005 (Patent Document). Document 8) and International Publication No. 2009/119630 (Patent Document 9).

特許文献2は、ごみ焼却炉に代表される、塩化物を含む燃焼スラグが付着する環境において、優れた耐食性を有するオーステナイト系ステンレス鋼を提案する。特許文献2では、Cr、Ni、Nb含有量を適切に調整することにより、優れた耐食性が得られると記載されている。   Patent Document 2 proposes an austenitic stainless steel having excellent corrosion resistance in an environment where combustion slag containing chloride adheres, represented by a waste incinerator. Patent Document 2 describes that excellent corrosion resistance can be obtained by appropriately adjusting the Cr, Ni, and Nb contents.

特許文献3は、ごみ焼却炉等の腐食環境下で優れた耐食性を有し、熱間加工性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼を提案する。特許文献3では、Ni当量をCr当量よりも大きくして割れの発生を抑制し、かつ、Cr含有量、Mo含有量、Cu含有量及びN含有量を調整して局部腐食を抑制する。   Patent Document 3 proposes an austenitic stainless steel having excellent corrosion resistance in a corrosive environment such as a waste incinerator and excellent in hot workability. In patent document 3, Ni equivalent is made larger than Cr equivalent, generation | occurrence | production of a crack is suppressed, and local content corrosion is suppressed by adjusting Cr content, Mo content, Cu content, and N content.

特許文献4は、優れた熱間加工性を有し、高濃度の塩素イオン環境において優れた耐すきま腐食性を有するオーステナイト系ステンレス鋼を提案する。特許文献4では、Cr含有量、Mo含有量及びN含有量の総量を所定量以上とすることにより耐すきま腐食性を高め、Si含有量及びMn含有量、Cr含有量及びMo含有量を抑えることにより、熱間加工性を低下する金属間化合物の生成を抑制する。   Patent Document 4 proposes an austenitic stainless steel having excellent hot workability and excellent crevice corrosion resistance in a high-concentration chlorine ion environment. In Patent Document 4, crevice corrosion resistance is enhanced by setting the total amount of Cr content, Mo content and N content to a predetermined amount or more, and Si content, Mn content, Cr content and Mo content are suppressed. Thereby, the production | generation of the intermetallic compound which reduces hot workability is suppressed.

特許文献5及び特許文献6は、高温腐食性に優れ、溶接部の延性が改善された、オーステナイト系ステンレス鋼管を提案する。これらの文献では、Cr含有量及びNi含有量を高めることで、高温腐食性を高める。さらに、溶接時にシグマ相の生成を抑制することで、溶接部の延性を改善する。   Patent Documents 5 and 6 propose austenitic stainless steel pipes that are excellent in high-temperature corrosivity and have improved weld ductility. In these documents, high temperature corrosivity is improved by increasing Cr content and Ni content. Furthermore, the ductility of the weld is improved by suppressing the generation of the sigma phase during welding.

特許文献7は、硫酸環境下で良好な耐食性を示し、かつ、耐溶接割れ性に優れたオーステナイト鋼溶接継手を提案する。特許文献7では、Ni含有量とCo含有量とCu含有量との総量を所定量以上とすることにより、耐硫酸腐食性を高める。さらに、Si含有量及びS含有量を、Nb、Ta、Ti及びZr含有量の総量に対して抑えることで、耐溶接割れ性を高める。   Patent Document 7 proposes an austenitic steel welded joint that exhibits good corrosion resistance in a sulfuric acid environment and is excellent in weld crack resistance. In Patent Document 7, sulfuric acid corrosion resistance is improved by setting the total amount of Ni content, Co content, and Cu content to a predetermined amount or more. Furthermore, by suppressing the Si content and the S content with respect to the total amount of Nb, Ta, Ti and Zr contents, the weld crack resistance is enhanced.

特許文献8は、硫酸及び湿式処理リン酸に対する耐食性に優れたNi基合金を提案する。特許文献8では、Cr含有量、Mo含有量及びCu含有量を適正に調整することで、硫酸及び湿式処理リン酸に対する耐食性が高まると記載されている。   Patent Document 8 proposes a Ni-based alloy having excellent corrosion resistance against sulfuric acid and wet-treated phosphoric acid. Patent Document 8 describes that the corrosion resistance against sulfuric acid and wet-treated phosphoric acid is enhanced by appropriately adjusting the Cr content, the Mo content, and the Cu content.

特許文献9は、耐塩酸腐食性及び耐硫酸腐食性に優れたNi基合金を提案する。特許文献9では、Cu含有量及びMo含有量の総量を所定量以上とすることにより、耐塩酸腐食性及び耐硫酸腐食性が高まると記載されている。   Patent Document 9 proposes a Ni-based alloy that is excellent in hydrochloric acid corrosion resistance and sulfuric acid corrosion resistance. In Patent Document 9, it is described that hydrochloric acid corrosion resistance and sulfuric acid corrosion resistance are enhanced by setting the total amount of Cu content and Mo content to a predetermined amount or more.

特開平8−3666号公報JP-A-8-3666 特開平5−195126号公報JP-A-5-195126 特開平6−128699号公報JP-A-6-128699 特開平10−60603号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-60603 特開2002−96111号公報JP 2002-96111 A 特開2002−96171号公報JP 2002-96171 A 特開2001−107196号公報JP 2001-107196 A 特開2004−19005号公報JP 2004-19005 A 国際公開第2009/119630号International Publication No. 2009/119630

しかしながら、ハステロイC22及びハステロイC276といった市販のNi基合金や、特許文献1のNi基合金は、合金元素を多く含有するため、コストが掛かる。さらに、合金元素を多く含有するため、これらのNi基合金は熱間加工性が低い。   However, commercially available Ni-based alloys such as Hastelloy C22 and Hastelloy C276 and the Ni-based alloy of Patent Document 1 contain a large amount of alloy elements, and thus cost is high. Furthermore, since many alloy elements are contained, these Ni-based alloys have low hot workability.

特許文献2〜7で提案された合金はいずれもオーステナイト系ステンレス鋼であり、Fe基合金である。Fe基合金はNi基合金と比較して、耐食性が低い。そのため、塩酸及び硫酸といった還元性酸が含まれる環境での耐食性は低いと考えられる。
特許文献8に提案されたNi基合金では、塩酸に対する耐食性について検討されておらず、還元性酸に対する耐食性が低い可能性がある。また、熱間加工性についても検討されておらず、熱間加工性が低い可能性がある。
The alloys proposed in Patent Documents 2 to 7 are all austenitic stainless steels and are Fe-based alloys. Fe-based alloys have lower corrosion resistance than Ni-based alloys. Therefore, it is considered that the corrosion resistance in an environment containing a reducing acid such as hydrochloric acid and sulfuric acid is low.
The Ni-based alloy proposed in Patent Document 8 has not been examined for corrosion resistance against hydrochloric acid, and may have low corrosion resistance against reducing acids. Also, hot workability has not been studied, and hot workability may be low.

特許文献9に提案されたNi基合金は、還元性酸に対する耐食性に優れる。しかしながら、熱間加工性及び強度についての検討がされていない。   The Ni-based alloy proposed in Patent Document 9 is excellent in corrosion resistance against reducing acids. However, the hot workability and strength have not been studied.

本発明の目的は、塩酸及び硫酸といった還元性の酸に対する耐食性に優れ、熱間加工性に優れ、高強度を有するNi基合金を提供することである。   An object of the present invention is to provide a Ni-based alloy having excellent corrosion resistance against reducing acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid, excellent hot workability, and high strength.

本実施の形態によるNi基合金は、質量%で、C:0.03%以下、Si:0.01〜0.5%、Mn:0.01〜1.0%、P:0.03%以下、S:0.003%以下、Cr:20%以上30%未満、Ni:40%よりも高く50%以下、Cu:2.5%よりも高く5.0%以下、Mo:5.0〜10%、W:3〜10%、Al:0.005〜0.5%、N:0.08%よりも高く0.3%以下、及び、希土類元素(REM):0.001〜0.20%を含有し、式(1)を満たし、残部はFe及び不純物からなる。
Cu+Cr+6Mo+3W+20N−20REM≧75 (1)
式(1)中の元素記号には、対応する元素の含有量(質量%)が代入される。
The Ni-based alloy according to the present embodiment is in mass%, C: 0.03% or less, Si: 0.01 to 0.5%, Mn: 0.01 to 1.0%, P: 0.03% Hereinafter, S: 0.003% or less, Cr: 20% or more and less than 30%, Ni: higher than 40% and 50% or lower, Cu: higher than 2.5% and 5.0% or lower, Mo: 5.0 -10%, W: 3-10%, Al: 0.005-0.5%, N: higher than 0.08% and 0.3% or less, and rare earth elements (REM): 0.001-0 .20%, satisfying the formula (1), the balance being Fe and impurities.
Cu + Cr + 6Mo + 3W + 20N-20REM ≧ 75 (1)
The content (mass%) of the corresponding element is substituted for the element symbol in the formula (1).

本実施の形態によるNi基合金は、還元性酸に対する耐食性に優れ、熱間加工性に優れ、高強度を有する。   The Ni-based alloy according to the present embodiment has excellent corrosion resistance against reducing acids, excellent hot workability, and high strength.

図1は、F1=Cu+Cr+6Mo+3W+20N−20REMと、塩酸での腐食速度(mm/year)及び硫酸水溶液での腐食速度(mm/year)との関係を示す図である。FIG. 1 is a graph showing the relationship between F1 = Cu + Cr + 6Mo + 3W + 20N-20REM, the corrosion rate with hydrochloric acid (mm / year), and the corrosion rate with aqueous sulfuric acid (mm / year).

本発明者は、Ni基合金の還元性酸に対する耐食性、強度及び熱間加工性について調査、研究した。その結果、本発明者は、次の知見を得た。   The inventor investigated and studied the corrosion resistance, strength, and hot workability of Ni-based alloys to reducing acids. As a result, the present inventor obtained the following knowledge.

(A)Cu、Cr、Mo、W及びNは、固溶により強度を高める。これらの元素はさらに、塩酸や硫酸といった還元性酸に対する耐食性を高める。   (A) Cu, Cr, Mo, W and N increase the strength by solid solution. These elements further enhance the corrosion resistance against reducing acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid.

(B)一方、希土類元素(REM)は、Ni基合金の熱間加工性を高める。したがって、熱間加工性を高めるために、REMは含有される。   (B) On the other hand, rare earth elements (REM) enhance the hot workability of Ni-based alloys. Therefore, REM is contained in order to improve hot workability.

(C)しかしながら、Cu、Cr、Mo、W及びNの含有量に対して、REM含有量が高すぎる場合、還元性酸に対する耐食性が低下してしまう。これらの元素の含有量が式(1)を満たせば、Ni基合金の還元性酸に対する耐食性及び強度を高く維持しつつ、優れた熱間加工性が得られる。
Cu+Cr+6Mo+3W+20N−20REM≧75 (1)
式(1)中の元素記号には、対応する元素の含有量(質量%)が代入される。
(C) However, when the REM content is too high with respect to the contents of Cu, Cr, Mo, W and N, the corrosion resistance against the reducing acid is lowered. If the content of these elements satisfies the formula (1), excellent hot workability can be obtained while maintaining high corrosion resistance and strength against the reducing acid of the Ni-based alloy.
Cu + Cr + 6Mo + 3W + 20N-20REM ≧ 75 (1)
The content (mass%) of the corresponding element is substituted for the element symbol in the formula (1).

F1=Cu+Cr+6Mo+3W+20N−20REMと定義する。図1は、F1と、塩酸での腐食速度(mm/year)及び硫酸水溶液での腐食速度(mm/year)との関係を示す図である。図1は、後述する実施例により得られた。   It is defined as F1 = Cu + Cr + 6Mo + 3W + 20N-20REM. FIG. 1 is a graph showing the relationship between F1, the corrosion rate with hydrochloric acid (mm / year), and the corrosion rate with a sulfuric acid aqueous solution (mm / year). FIG. 1 was obtained by an example described later.

図1中の横軸はF1値である。縦軸は腐食速度(mm/year)である。図1中の点「◇」は、塩酸(塩化水素を3質量%含有)に試験片を浸漬した場合の腐食速度を示す。点「□」は、硫酸水溶液(硫酸を20質量%含有)に試験片を浸漬した場合の腐食速度を示す。   The horizontal axis in FIG. 1 is the F1 value. The vertical axis represents the corrosion rate (mm / year). The point “◇” in FIG. 1 indicates the corrosion rate when the test piece is immersed in hydrochloric acid (containing 3% by mass of hydrogen chloride). The point “□” indicates the corrosion rate when the test piece is immersed in a sulfuric acid aqueous solution (containing 20% by mass of sulfuric acid).

図1中の各点の試験片の化学組成は、質量%で、C:0.03%以下、Si:0.01〜0.5%、Mn:0.01〜1.0%、P:0.03%以下、S:0.003%以下、Cr:20%以上30%未満、Ni:40%よりも高く50%以下、Cu:2.5%よりも高く5.0%以下、Mo:5.0〜10%、W:3〜10%、Al:0.005〜0.5%、N:0.08%よりも高く0.3%以下、及び、希土類元素(REM):0.001〜0.20%の範囲内であった。   The chemical composition of the test piece at each point in FIG. 1 is mass%, C: 0.03% or less, Si: 0.01 to 0.5%, Mn: 0.01 to 1.0%, P: 0.03% or less, S: 0.003% or less, Cr: 20% or more and less than 30%, Ni: higher than 40% and 50% or lower, Cu: higher than 2.5% and lower than 5.0%, Mo : 5.0 to 10%, W: 3 to 10%, Al: 0.005 to 0.5%, N: higher than 0.08% and 0.3% or less, and rare earth element (REM): 0 It was within the range of 0.001 to 0.20%.

図1を参照して、F1が75に至るまでは、F1が大きくなるにしたがい、腐食速度は急速に低下した。そして、F1が75以上になると、F1の増大に伴い、腐食速度は低下するものの、その低下の度合いは、F1が75未満の場合よりも小さかった。要するに、腐食速度のグラフでは、F1=75前後において変曲点が存在した。したがって、式(1)を満たせば、還元性酸に対する優れた耐食性を維持しつつ、REMにより熱間加工性を高めることができる。   Referring to FIG. 1, until F1 reached 75, the corrosion rate decreased rapidly as F1 increased. And when F1 became 75 or more, although the corrosion rate fell with increase of F1, the degree of the fall was smaller than the case where F1 was less than 75. In short, in the graph of the corrosion rate, there exist inflection points around F1 = 75. Therefore, if the formula (1) is satisfied, the hot workability can be enhanced by REM while maintaining excellent corrosion resistance against the reducing acid.

以上の知見に基づいて、本発明者らは、以下のNi基合金を完成した。   Based on the above findings, the present inventors have completed the following Ni-based alloy.

本実施の形態によるNi基合金は、質量%で、C:0.03%以下、Si:0.01〜0.5%、Mn:0.01〜1.0%、P:0.03%以下、S:0.003%以下、Cr:20%以上30%未満、Ni:40%よりも高く50%以下、Cu:2.5%よりも高く5.0%以下、Mo:5.0〜10%、W:3〜10%、Al:0.005〜0.5%、N:0.08%よりも高く0.3%以下、及び、希土類元素(REM):0.001〜0.20%を含有し、式(1)を満たし、残部はFe及び不純物からなる。
Cu+Cr+6Mo+3W+20N−20REM≧75 (1)
式(1)中の元素記号には、対応する元素の含有量(質量%)が代入される。
The Ni-based alloy according to the present embodiment is in mass%, C: 0.03% or less, Si: 0.01 to 0.5%, Mn: 0.01 to 1.0%, P: 0.03% Hereinafter, S: 0.003% or less, Cr: 20% or more and less than 30%, Ni: higher than 40% and 50% or lower, Cu: higher than 2.5% and 5.0% or lower, Mo: 5.0 -10%, W: 3-10%, Al: 0.005-0.5%, N: higher than 0.08% and 0.3% or less, and rare earth elements (REM): 0.001-0 .20%, satisfying the formula (1), the balance being Fe and impurities.
Cu + Cr + 6Mo + 3W + 20N-20REM ≧ 75 (1)
The content (mass%) of the corresponding element is substituted for the element symbol in the formula (1).

以下、本実施形態によるNi基合金の詳細を説明する。以降の説明において、元素に関する「%」は、特に断りのない限り、質量%を意味する。   Hereinafter, details of the Ni-based alloy according to the present embodiment will be described. In the following description, “%” related to elements means mass% unless otherwise specified.

[化学組成]
本実施形態によるNi基合金は、以下の化学組成を有する。
[Chemical composition]
The Ni-based alloy according to the present embodiment has the following chemical composition.

C:0.03%以下
炭素(C)は固溶強化により、合金の強度が高まる。しかしながら、C含有量が高すぎれば、結晶粒界近傍にCr欠乏層が形成され、合金の耐粒界腐食性が低下する。したがって、C含有量は0.03%以下である。C含有量の好ましい下限は0.005%であり、さらに好ましい下限は0.01%である。C含有量の好ましい上限は0.03%未満であり、さらに好ましくは0.025%であり、さらに好ましくは0.020%である。
C: 0.03% or less Carbon (C) increases the strength of the alloy by solid solution strengthening. However, if the C content is too high, a Cr-deficient layer is formed in the vicinity of the grain boundary, and the intergranular corrosion resistance of the alloy is lowered. Therefore, the C content is 0.03% or less. A preferable lower limit of the C content is 0.005%, and a more preferable lower limit is 0.01%. The upper limit with preferable C content is less than 0.03%, More preferably, it is 0.025%, More preferably, it is 0.020%.

Si:0.01〜0.5%
シリコン(Si)は、合金を脱酸する。Siはさらに、合金の耐酸化性を高める。しかしながら、Si含有量が高すぎれば、Siが結晶粒界に偏析する。偏析したSiは、塩化物を含む燃焼スラグと反応しやすい。Siが燃焼スラグと反応すれば、粒界腐食が発生しやすくなる。Si含有量が高すぎればさらに、延性等の機械的性質が低下する。したがって、Si含有量は、0.01〜0.5%である。Si含有量の好ましい下限は、0.01%よりも高く、さらに好ましくは0.05%であり、さらに好ましくは、0.10%である。Si含有量の好ましい上限は、0.5%未満であり、さらに好ましくは、0.4%であり、さらに好ましくは0.3%である。
Si: 0.01 to 0.5%
Silicon (Si) deoxidizes the alloy. Si further increases the oxidation resistance of the alloy. However, if the Si content is too high, Si segregates at the grain boundaries. Segregated Si is likely to react with combustion slag containing chloride. If Si reacts with combustion slag, intergranular corrosion tends to occur. If the Si content is too high, mechanical properties such as ductility are further deteriorated. Therefore, the Si content is 0.01 to 0.5%. The minimum with preferable Si content is higher than 0.01%, More preferably, it is 0.05%, More preferably, it is 0.10%. The upper limit with preferable Si content is less than 0.5%, More preferably, it is 0.4%, More preferably, it is 0.3%.

Mn:0.01〜1.0%
マンガン(Mn)は、鋼を脱酸する。Mnはさらに、オーステナイト形成元素であり、合金組織をオーステナイト化する。Mnはさらに、合金中の不純物元素であるSと結合してMnSを形成し、合金の熱間加工性を高める。しかしながら、Mn含有量が高すぎれば、合金の熱間加工性及び溶接性が低下する。したがって、Mn含有量は0.01〜1.0%である。Mn含有量の好ましい上限は1.0%未満であり、さらに好ましくは0.8%であり、さらに好ましくは0.6%である。
Mn: 0.01 to 1.0%
Manganese (Mn) deoxidizes steel. Further, Mn is an austenite forming element and austenites the alloy structure. Further, Mn combines with S, which is an impurity element in the alloy, to form MnS, thereby improving the hot workability of the alloy. However, if the Mn content is too high, the hot workability and weldability of the alloy deteriorate. Therefore, the Mn content is 0.01 to 1.0%. The upper limit with preferable Mn content is less than 1.0%, More preferably, it is 0.8%, More preferably, it is 0.6%.

P:0.03%以下
燐(P)は不純物である。Pは合金の溶接性及び熱間加工性を低下する。したがって、P含有量はなるべく低い方が好ましい。P含有量は0.03%以下である。好ましいP含有量は0.03%未満であり、さらに好ましくは、0.015%以下である。
P: 0.03% or less Phosphorus (P) is an impurity. P decreases the weldability and hot workability of the alloy. Therefore, the P content is preferably as low as possible. The P content is 0.03% or less. The preferable P content is less than 0.03%, and more preferably 0.015% or less.

S:0.003%以下
硫黄(S)は不純物である。Sは合金の溶接性及び熱間加工性を低下する。したがって、S含有量はなるべく低い方が好ましい。S含有量は0.003%以下である。好ましいS含有量は0.003%未満であり、さらに好ましくは0.002%以下である。
S: 0.003% or less Sulfur (S) is an impurity. S decreases the weldability and hot workability of the alloy. Accordingly, the S content is preferably as low as possible. S content is 0.003% or less. The preferable S content is less than 0.003%, more preferably 0.002% or less.

Cr:20%以上30%未満
クロム(Cr)はNi基合金の還元性酸に対する耐食性(耐硫酸腐食性及び耐塩酸腐食性)を高める。Crはさらに、強度を高める。しかしながら、Cr含有量が高すぎれば、合金の熱間加工性が低下し、溶接性も低下する。したがって、Cr含有量は20%以上30%未満である。Cr含有量の好ましい下限は、20%よりも高く、さらに好ましくは21%であり、さらに好ましくは22%である。Cr含有量の好ましい上限は29%であり、さらに好ましくは28%である。
Cr: 20% or more and less than 30% Chromium (Cr) enhances the corrosion resistance (sulfuric acid corrosion resistance and hydrochloric acid corrosion resistance) of the Ni-base alloy to the reducing acid. Cr further increases the strength. However, if the Cr content is too high, the hot workability of the alloy decreases and the weldability also decreases. Therefore, the Cr content is 20% or more and less than 30%. The minimum with preferable Cr content is higher than 20%, More preferably, it is 21%, More preferably, it is 22%. The upper limit with preferable Cr content is 29%, More preferably, it is 28%.

Ni:40%よりも高く50%以下
ニッケル(Ni)は、合金内のオーステナイトを安定化し、合金の耐食性を高める。しかしながら、Ni含有量が高すぎれば、その効果は飽和する。したがって、Ni含有量は40%よりも高く50%以下である。Ni含有量の好ましい下限は41%であり、さらに好ましくは42%である。Ni含有量の好ましい上限は50%未満であり、さらに好ましくは49%であり、さらに好ましくは48%である。
Ni: higher than 40% and not higher than 50% Nickel (Ni) stabilizes austenite in the alloy and improves the corrosion resistance of the alloy. However, if the Ni content is too high, the effect is saturated. Therefore, the Ni content is higher than 40% and not higher than 50%. The minimum with preferable Ni content is 41%, More preferably, it is 42%. The upper limit with preferable Ni content is less than 50%, More preferably, it is 49%, More preferably, it is 48%.

Cu:2.5%よりも高く5.0%以下
銅(Cu)は、Crを含有するNi基合金の還元性酸に対する耐食性(耐硫酸腐食性及び耐塩酸腐食性)を高める。Cuはさらに、強度を高める。しかしながら、Cu含有量が高すぎれば、合金の熱間加工性が低下し、溶接性も低下する。したがって、Cu含有量は2.5%よりも高く5.0%以下である。Cu含有量の好ましい下限は、2.7%であり、さらに好ましくは2.9%である。Cu含有量の好ましい上限は5.0%未満であり、さらに好ましくは4.5%であり、さらに好ましくは4.0%である。
Cu: higher than 2.5% and not more than 5.0% Copper (Cu) improves the corrosion resistance (sulfuric acid corrosion resistance and hydrochloric acid corrosion resistance) of the Ni-based alloy containing Cr to the reducing acid. Cu further increases the strength. However, if the Cu content is too high, the hot workability of the alloy is lowered and the weldability is also lowered. Therefore, the Cu content is higher than 2.5% and not higher than 5.0%. The minimum with preferable Cu content is 2.7%, More preferably, it is 2.9%. The upper limit with preferable Cu content is less than 5.0%, More preferably, it is 4.5%, More preferably, it is 4.0%.

Mo:5.0〜10%
モリブデン(Mo)は、Crを含有するNi基合金の還元性酸に対する耐食性(耐硫酸腐食性及び耐塩酸腐食性)を高める。Moはさらに、強度を高める。しかしながら、Mo含有量が高すぎれば、シグマ相が生成し、合金の熱間加工性が低下し、溶接性も低下する。したがって、Mo含有量は5.0〜10%である。Mo含有量の好ましい下限は5.0%よりも高く、さらに好ましくは5.5%であり、さらに好ましくは5.8%である。Mo含有量の好ましい上限は10%未満であり、さらに好ましくは8%であり、さらに好ましくは7%である。
Mo: 5.0 to 10%
Molybdenum (Mo) enhances the corrosion resistance (sulfuric acid corrosion resistance and hydrochloric acid corrosion resistance) of Ni-based alloys containing Cr to reducing acids. Mo further increases the strength. However, if the Mo content is too high, a sigma phase is generated, the hot workability of the alloy is lowered, and the weldability is also lowered. Therefore, the Mo content is 5.0 to 10%. The minimum with preferable Mo content is higher than 5.0%, More preferably, it is 5.5%, More preferably, it is 5.8%. The upper limit with preferable Mo content is less than 10%, More preferably, it is 8%, More preferably, it is 7%.

W:3〜10%
タングステン(W)は、合金の還元性酸に対する耐食性(耐硫酸腐食性及び耐塩酸腐食性)を高める。Wはさらに、強度を高める。同様の作用効果を有するMoは、シグマ相の生成を促進しやすいのに対して、Wはシグマ相を生成させにくい。そのため、WはMoよりも合金の熱間加工性の低下を抑制することができる。しかしながら、W含有量が高すぎれば、合金の熱間加工性及び溶接性が低下する。したがって、W含有量は3〜10%である。W含有量の好ましい下限は、3%よりも高く、さらに好ましくは3.5%であり、さらに好ましくは3.8%である。W含有量の好ましい上限は10%未満であり、さらに好ましくは6.0%であり、さらに好ましくは5.0%である。
W: 3-10%
Tungsten (W) increases the corrosion resistance (sulfuric acid corrosion resistance and hydrochloric acid corrosion resistance) of the alloy to the reducing acid. W further increases the strength. Mo having the same action and effect tends to promote the generation of the sigma phase, whereas W hardly generates the sigma phase. Therefore, W can suppress the deterioration of hot workability of the alloy more than Mo. However, if the W content is too high, the hot workability and weldability of the alloy deteriorate. Therefore, the W content is 3 to 10%. The minimum with preferable W content is higher than 3%, More preferably, it is 3.5%, More preferably, it is 3.8%. The upper limit with preferable W content is less than 10%, More preferably, it is 6.0%, More preferably, it is 5.0%.

Al:0.005〜0.5%
アルミニウム(Al)は、合金中の酸素を固定し熱間加工性を高める。Alはさらに、希土類元素(REM)の酸化を抑制する。しかしながら、Al含有量が高すぎれば、合金の熱間加工性が低下する。したがって、Al含有量は0.005〜0.5%である。Al含有量の好ましい下限は0.005%よりも高く、さらに好ましくは0.010%であり、さらに好ましくは0.015%である。Al含有量の好ましい上限は0.5%未満であり、さらに好ましくは0.4%であり、さらに好ましくは0.3%である。
Al: 0.005 to 0.5%
Aluminum (Al) fixes oxygen in the alloy and improves hot workability. Al further suppresses oxidation of rare earth elements (REM). However, if the Al content is too high, the hot workability of the alloy decreases. Therefore, the Al content is 0.005 to 0.5%. The minimum with preferable Al content is higher than 0.005%, More preferably, it is 0.010%, More preferably, it is 0.015%. The upper limit with preferable Al content is less than 0.5%, More preferably, it is 0.4%, More preferably, it is 0.3%.

N:0.08%よりも高く0.3%以下
窒素(N)は、合金中のオーステナイトを安定化する。Nはさらに、強度を高める。Nはさらに、合金の還元性酸に対する耐食性(耐塩酸腐食性及び耐硫酸腐食性)を高める。しかしながら、N含有量が高すぎれば、合金の熱間加工性が低下する。したがって、N含有量は0.08%よりも高く0.3%以下である。N含有量の好ましい下限は0.09%であり、さらに好ましくは0.10%である。N含有量の好ましい上限は0.3%未満であり、さらに好ましくは0.2%であり、さらに好ましくは0.15%である。
N: higher than 0.08% and not more than 0.3% Nitrogen (N) stabilizes austenite in the alloy. N further increases the strength. N further enhances the corrosion resistance (hydrochloric acid corrosion resistance and sulfuric acid corrosion resistance) of the alloy to the reducing acid. However, if the N content is too high, the hot workability of the alloy decreases. Therefore, the N content is higher than 0.08% and not more than 0.3%. The minimum with preferable N content is 0.09%, More preferably, it is 0.10%. The upper limit with preferable N content is less than 0.3%, More preferably, it is 0.2%, More preferably, it is 0.15%.

希土類元素(REM):0.001〜0.20%
希土類元素(REM)は、合金の熱間加工性を高める。しかしながら、REM含有量が高すぎれば、還元性酸に対する耐食性(耐塩酸腐食性及び耐硫酸腐食性)が低下する。したがって、REM含有量は0.001〜0.20%である。本実施形態において、REMとは、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)及びランタノイドの合計17元素の総称である。本実施形態において、REM含有量とは、上述の17元素の1種又は2種以上の総含有量を意味する。REM含有量の好ましい下限は、0.001%よりも高く、さらに好ましくは、0.005%であり、さらに好ましくは0.01%である。REM含有量の好ましい上限は、0.20%未満であり、さらに好ましくは0.18%であり、さらに好ましくは0.15%である。工業的には、ミッシュメタルとして添加されてもよい。
Rare earth element (REM): 0.001 to 0.20%
Rare earth elements (REM) enhance the hot workability of the alloy. However, if the REM content is too high, the corrosion resistance against hydrochloric acid (hydrochloric acid corrosion resistance and sulfuric acid corrosion resistance) decreases. Therefore, the REM content is 0.001 to 0.20%. In the present embodiment, REM is a generic name for a total of 17 elements of scandium (Sc), yttrium (Y), and lanthanoid. In the present embodiment, the REM content means the total content of one or more of the 17 elements described above. A preferable lower limit of the REM content is higher than 0.001%, more preferably 0.005%, and further preferably 0.01%. The upper limit with preferable REM content is less than 0.20%, More preferably, it is 0.18%, More preferably, it is 0.15%. Industrially, it may be added as misch metal.

本実施形態によるNi基合金の残部は、Fe及び不純物である。不純物は、合金の原料として利用される鉱石やスクラップ、あるいは製造過程の環境等から混入される元素であって、本実施形態のNi基合金に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。   The balance of the Ni-based alloy according to the present embodiment is Fe and impurities. Impurities are ores and scraps used as raw materials for the alloy, or elements mixed in from the environment of the manufacturing process, etc., and are allowed within a range that does not adversely affect the Ni-based alloy of this embodiment. .

上述のとおり、残部の主成分はFeである。Feは、Ni基合金の強度を高める。Feを含有することによりさらに、Ni基合金中のNi含有量を低減することができる。   As described above, the main component of the balance is Fe. Fe increases the strength of the Ni-based alloy. By containing Fe, the Ni content in the Ni-based alloy can be further reduced.

[式(1)について]
本実施形態のNi基合金の化学組成はさらに、式(1)を満たす。
Cu+Cr+6Mo+3W+20N−20REM≧75 (1)
式(1)中の各元素記号には、対応する元素の含有量(質量%)が代入される。
[Regarding Formula (1)]
The chemical composition of the Ni-based alloy of this embodiment further satisfies the formula (1).
Cu + Cr + 6Mo + 3W + 20N-20REM ≧ 75 (1)
The content (mass%) of the corresponding element is substituted for each element symbol in the formula (1).

Cu、Cr、Mo、W及びNはいずれも、耐塩酸腐食性及び耐硫酸腐食性を高め、かつ、高温強度を高める。しかしながら、これらの元素の含有量が、REMの含有量に対して少なすぎれば、REMにより熱間加工性を高めても、耐塩酸腐食性、耐硫酸腐食性が低下する。   Cu, Cr, Mo, W, and N all increase hydrochloric acid corrosion resistance and sulfuric acid corrosion resistance, and increase high-temperature strength. However, if the content of these elements is too small relative to the content of REM, even if hot workability is increased by REM, hydrochloric acid corrosion resistance and sulfuric acid corrosion resistance are reduced.

図1に示すとおり、F1(=Cu+Cr+6Mo+3W+20N−20REM)が75以上であれば、REM含有量が上記範囲内であっても、還元性酸に対して優れた耐食性(耐塩酸腐食性、耐硫酸腐食性)を示す。好ましいF1値は、80以上であり、さらに好ましくは、90以上である。   As shown in FIG. 1, if F1 (= Cu + Cr + 6Mo + 3W + 20N-20REM) is 75 or more, even if the REM content is within the above range, excellent corrosion resistance against hydrochloric acid (hydrochloric acid corrosion resistance, sulfuric acid corrosion resistance) Sex). A preferable F1 value is 80 or more, and more preferably 90 or more.

[製造方法]
本実施形態のNi基合金は、種々の製造方法で製造される。以下、製造方法の一例として、Ni基合金管の製造方法について説明する。
[Production method]
The Ni-based alloy of this embodiment is manufactured by various manufacturing methods. Hereinafter, as an example of the manufacturing method, a method for manufacturing a Ni-based alloy tube will be described.

初めに、上記化学組成を有する素材を準備する。素材はたとえば中空ビレットである。中空ビレットはたとえば、機械加工又は竪型穿孔により製造される。中空ビレットに対して熱間押出加工を実施する。熱間押出加工はたとえば、ユジーン・セジュルネ法である。以上の工程により、Ni基合金管が製造される。熱間押出加工以外の他の熱間加工により、Ni基合金管を製造してもよい。   First, a material having the above chemical composition is prepared. The material is, for example, a hollow billet. Hollow billets are produced, for example, by machining or vertical punching. Hot extrusion is performed on the hollow billet. The hot extrusion process is, for example, the Eugene Sejurune method. The Ni-based alloy tube is manufactured through the above steps. The Ni-based alloy tube may be manufactured by hot working other than hot extrusion.

熱間加工後のNi基合金管に対してさらに、冷間圧延及び/又は冷間抽伸といった冷間加工を実施してもよい。   Cold processing such as cold rolling and / or cold drawing may be further performed on the Ni-based alloy tube after hot working.

さらに、Ni基合金管に対して、所望の機械的性質を得るために固溶化処理等の熱処理を実施してもよい。固溶化熱処理を実施する場合、好ましい熱処理温度は1050℃〜1200℃である。この場合、結晶粒の粗大化を抑制でき、さらに優れた高温強度が得られる。   Further, the Ni-base alloy tube may be subjected to a heat treatment such as a solution treatment in order to obtain desired mechanical properties. When the solution heat treatment is performed, a preferable heat treatment temperature is 1050 ° C to 1200 ° C. In this case, the coarsening of crystal grains can be suppressed, and further excellent high-temperature strength can be obtained.

上述の製造方法の一例では、Ni基合金管の製造方法について説明した。しかしながら、Ni基合金は、板材であってもよいし、溶接管、又は、棒材等であってもよい。要するに、Ni基合金の製品形状は特に限定されない。   In the example of the manufacturing method described above, the manufacturing method of the Ni-based alloy tube has been described. However, the Ni-based alloy may be a plate material, a welded pipe, a bar material, or the like. In short, the product shape of the Ni-based alloy is not particularly limited.

以上の方法により製造されたNi基合金は、還元性酸に対する耐食性(耐塩酸腐食性及び耐硫酸腐食性)に優れ、高い高温強度を有し、かつ、熱間加工性に優れる。   The Ni-based alloy produced by the above method has excellent corrosion resistance against hydrochloric acid (hydrochloric acid corrosion resistance and sulfuric acid corrosion resistance), high high-temperature strength, and excellent hot workability.

種々の化学組成のNi基合金を製造し、製造されたNi基合金の高温強度、熱間加工性、耐塩酸腐食性及び耐硫酸腐食性を調査した。   Ni-based alloys having various chemical compositions were manufactured, and the high-temperature strength, hot workability, hydrochloric acid corrosion resistance, and sulfuric acid corrosion resistance of the manufactured Ni-based alloys were investigated.

[試験方法]
表1に示す化学組成を有する試験番号1〜21のNi基合金を高周波加熱真空炉で溶解してインゴットを製造した。
[Test method]
Ingots were manufactured by melting Ni-based alloys having test numbers 1 to 21 having the chemical compositions shown in Table 1 in a high-frequency heating vacuum furnace.

試験番号1〜21のNi基合金のインゴットを熱間鍛造及び熱間圧延して板厚25mmの板材を製造した。製造された各板材から第1棒状試験片を採取した。第1棒状試験片の直径は10mm、長さは110mmであった。   The ingots of Ni-based alloys having test numbers 1 to 21 were hot forged and hot rolled to produce a plate material having a plate thickness of 25 mm. A first rod-shaped test piece was collected from each manufactured plate material. The diameter of the 1st rod-shaped test piece was 10 mm, and length was 110 mm.

熱間圧延して製造された板厚25mmの板材をさらに冷間圧延して、板厚を15mmにした。冷間圧延後の板材に対して固溶化熱処理を実施した。熱処理温度は1150℃であった。固溶化熱処理後の板材を機械加工して、直径6mmの第2棒状試験片と、厚さ2mm、幅10mm、長さ50mmの複数の板状試験片とを作製した。   A plate material having a plate thickness of 25 mm produced by hot rolling was further cold-rolled to a plate thickness of 15 mm. A solution heat treatment was performed on the plate material after the cold rolling. The heat treatment temperature was 1150 ° C. The plate material after the solution heat treatment was machined to produce a second bar-shaped test piece having a diameter of 6 mm and a plurality of plate-shaped test pieces having a thickness of 2 mm, a width of 10 mm, and a length of 50 mm.

[熱間加工性評価試験]
第1棒状試験片を使って、サーモレスタ試験機により、900℃で引張試験を実施した。引張試験後の第1棒状試験片の破断面の断面積を測定した。測定された破断面の断面積S1(mm)と、引張試験前の第1棒状試験片の断面積S0(mm)とを用いて、以下の式(2)に基づいて、絞りRA(%)を算出した。
RA=(S0−S1)/S1×100 (2)
[Hot workability evaluation test]
Using the first rod-shaped test piece, a tensile test was performed at 900 ° C. with a thermoresta testing machine. The cross-sectional area of the fracture surface of the first rod-shaped test piece after the tensile test was measured. Using the cross-sectional area S1 (mm 2 ) of the measured fracture surface and the cross-sectional area S0 (mm 2 ) of the first rod-shaped test piece before the tensile test, the aperture RA ( %) Was calculated.
RA = (S0−S1) / S1 × 100 (2)

絞りRAが60%を超える場合、熱間加工性に優れると評価した。   When the aperture RA exceeded 60%, it was evaluated that the hot workability was excellent.

[強度評価試験]
第2棒状試験片を用いて、ASTM E8に基づく常温での引張試験を実施した。引張試験により得られた0.2%耐力(MPa)を降伏強度と定義した。降伏強度が320MPaを超える場合、高強度を有すると評価した。
[Strength evaluation test]
A tensile test at room temperature based on ASTM E8 was performed using the second bar-shaped test piece. The 0.2% yield strength (MPa) obtained by the tensile test was defined as the yield strength. When the yield strength exceeded 320 MPa, it was evaluated as having high strength.

[耐塩酸腐食性評価試験]
板状試験片を60℃の塩酸に6時間浸漬した。塩酸は3質量%の塩化水素を含有した。
[Hydrochloric acid corrosion resistance evaluation test]
The plate test piece was immersed in hydrochloric acid at 60 ° C. for 6 hours. Hydrochloric acid contained 3% by weight of hydrogen chloride.

6時間浸漬した後、板状試験片を塩酸から取り出し、表面の堆積物を除去した。そして、試験後の板状試験片の質量を測定した。試験前の板状試験片の質量から、試験後の板状試験片の質量を差し引いて、試験による腐食減量を得た。得られた腐食減量及び浸漬時間に基づいて、腐食速度(mm/year)を求めた。具体的には、ASTM G28等にも規定されている次の式に基づいて、腐食速度を求めた。
腐食速度(mm/year)=腐食減量(g)/試験片表面積(cm)/浸漬時間(h)/密度(g/cm)×10(mm/cm)×8760h/year
After soaking for 6 hours, the plate-shaped test piece was taken out of hydrochloric acid and the deposit on the surface was removed. And the mass of the plate-shaped test piece after a test was measured. By subtracting the mass of the plate-like test piece after the test from the mass of the plate-like test piece before the test, the corrosion weight loss by the test was obtained. Based on the obtained weight loss and immersion time, the corrosion rate (mm / year) was determined. Specifically, the corrosion rate was determined based on the following formula defined in ASTM G28 and the like.
Corrosion rate (mm / year) = corrosion weight loss (g) / specimen surface area (cm 2 ) / immersion time (h) / density (g / cm 3 ) × 10 (mm / cm) × 8760 h / year

求めた腐食速度が0.1mm/year未満である場合、耐塩酸腐食性に優れると評価した。   When the obtained corrosion rate was less than 0.1 mm / year, it was evaluated that the hydrochloric acid corrosion resistance was excellent.

[耐硫酸腐食性評価試験]
板状試験片を80℃の硫酸水溶液に24時間浸漬した。硫酸水溶液は、20質量%の硫酸を含有した。耐塩酸腐食性評価試験と同様に、試験前後の板状試験片の質量差(腐食減量)から腐食速度を求めた。求めた腐食速度が0.1mm/year未満である場合、耐硫酸腐食性に優れると評価した。
[Sulfuric acid corrosion resistance evaluation test]
The plate-like test piece was immersed in an aqueous sulfuric acid solution at 80 ° C. for 24 hours. The sulfuric acid aqueous solution contained 20% by mass of sulfuric acid. Similar to the hydrochloric acid corrosion resistance evaluation test, the corrosion rate was determined from the mass difference (corrosion loss) of the plate-like test pieces before and after the test. When the obtained corrosion rate was less than 0.1 mm / year, it was evaluated that the sulfuric acid corrosion resistance was excellent.

[試験結果]
表2に各評価試験の結果を示す。
[Test results]
Table 2 shows the results of each evaluation test.

表2を参照して、試験番号1〜6の化学組成は適切であり、式(1)も満たした。そのため、絞りRAは60%を超え、優れた熱間加工性を示した。さらに、これらの試験番号の降伏強度は320MPa以上であり、高強度であった。さらに、これらの試験番号の塩酸及び硫酸水溶液での腐食速度はいずれも0.1mm/year未満であり、優れた耐塩酸腐食性及び耐硫酸腐食性を示した。   Referring to Table 2, the chemical compositions of Test Nos. 1-6 were appropriate and also satisfied Formula (1). Therefore, the drawing RA exceeded 60% and showed excellent hot workability. Furthermore, the yield strength of these test numbers was 320 MPa or more, which was high strength. Furthermore, the corrosion rates of these test numbers with hydrochloric acid and sulfuric acid aqueous solution were both less than 0.1 mm / year, indicating excellent hydrochloric acid corrosion resistance and sulfuric acid corrosion resistance.

一方、試験番号7はREMを含有しなかった。そのため、絞りRAが60%以下であり、熱間加工性が低かった。試験番号8では、REM含有量が高かった。そのため、塩酸及び硫酸水溶液での腐食速度が0.1mm/yearよりも顕著に大きく、耐塩酸腐食性及び耐硫酸腐食性が低かった。   On the other hand, test number 7 did not contain REM. Therefore, the drawing RA was 60% or less, and the hot workability was low. In test number 8, the REM content was high. Therefore, the corrosion rate in hydrochloric acid and sulfuric acid aqueous solution was remarkably larger than 0.1 mm / year, and hydrochloric acid corrosion resistance and sulfuric acid corrosion resistance were low.

試験番号9のCu含有量は低かった。そのため、降伏強度が320MPa未満であった。さらに、塩酸及び硫酸水溶液での腐食速度が0.1mm/yearよりも顕著に大きく、耐塩酸腐食性及び耐硫酸腐食性が低かった。   The Cu content of Test No. 9 was low. Therefore, the yield strength was less than 320 MPa. Furthermore, the corrosion rate in hydrochloric acid and sulfuric acid aqueous solution was remarkably larger than 0.1 mm / year, and hydrochloric acid corrosion resistance and sulfuric acid corrosion resistance were low.

試験番号10のCu含有量は高かった。そのため、絞りRAが60%以下であり、熱間加工性が低かった。   The Cu content of test number 10 was high. Therefore, the drawing RA was 60% or less, and the hot workability was low.

試験番号11のCr含有量は低かった。そのため、強度が320MPa未満であった。さらに、塩酸及び硫酸水溶液での腐食速度が0.1mm/yearよりも顕著に大きく、耐塩酸腐食性及び耐硫酸腐食性が低かった。   The Cr content of Test No. 11 was low. Therefore, the strength was less than 320 MPa. Furthermore, the corrosion rate in hydrochloric acid and sulfuric acid aqueous solution was remarkably larger than 0.1 mm / year, and hydrochloric acid corrosion resistance and sulfuric acid corrosion resistance were low.

試験番号12のCr含有量は高かった。そのため、絞りRAが60%以下であり、熱間加工性が低かった。   The Cr content of Test No. 12 was high. Therefore, the drawing RA was 60% or less, and the hot workability was low.

試験番号13のMo含有量は低かった。そのため、強度が320MPa未満であった。さらに、塩酸及び硫酸水溶液での腐食速度が0.1mm/yearよりも顕著に大きく、耐塩酸腐食性及び耐硫酸腐食性が低かった。   The Mo content of Test No. 13 was low. Therefore, the strength was less than 320 MPa. Furthermore, the corrosion rate in hydrochloric acid and sulfuric acid aqueous solution was remarkably larger than 0.1 mm / year, and hydrochloric acid corrosion resistance and sulfuric acid corrosion resistance were low.

試験番号14のMo含有量は高かった。そのため、絞りRAが60%以下であり、熱間加工性が低かった。   The Mo content of Test No. 14 was high. Therefore, the drawing RA was 60% or less, and the hot workability was low.

試験番号15のW含有量は低かった。そのため、強度が320MPa未満であった。さらに、塩酸及び硫酸水溶液での腐食速度が0.1mm/yearよりも顕著に大きく、耐塩酸腐食性及び耐硫酸腐食性が低かった。   The W content of Test No. 15 was low. Therefore, the strength was less than 320 MPa. Furthermore, the corrosion rate in hydrochloric acid and sulfuric acid aqueous solution was remarkably larger than 0.1 mm / year, and hydrochloric acid corrosion resistance and sulfuric acid corrosion resistance were low.

試験番号16のW含有量は高かった。そのため、絞りRAが60%以下であり、熱間加工性が低かった。   The W content of test number 16 was high. Therefore, the drawing RA was 60% or less, and the hot workability was low.

試験番号17のN含有量は低かった。そのため、強度が320MPa未満であった。さらに、塩酸及び硫酸水溶液での腐食速度が0.1mm/yearよりも顕著に大きく、耐塩酸腐食性及び耐硫酸腐食性が低かった。   The N content of test number 17 was low. Therefore, the strength was less than 320 MPa. Furthermore, the corrosion rate in hydrochloric acid and sulfuric acid aqueous solution was remarkably larger than 0.1 mm / year, and hydrochloric acid corrosion resistance and sulfuric acid corrosion resistance were low.

試験番号18のN含有量は高かった。そのため、絞りRAが60%以下であり、熱間加工性が低かった。   The N content of test number 18 was high. Therefore, the drawing RA was 60% or less, and the hot workability was low.

試験番号19〜21では、化学組成中の各元素の含有量は適切であったものの、式(1)を満たさなかった。そのため、塩酸及び硫酸水溶液での腐食速度が0.1mm/yearよりも顕著に大きく、耐塩酸腐食性及び耐硫酸腐食性が低かった。   In test numbers 19 to 21, although the content of each element in the chemical composition was appropriate, the formula (1) was not satisfied. Therefore, the corrosion rate in hydrochloric acid and sulfuric acid aqueous solution was remarkably larger than 0.1 mm / year, and hydrochloric acid corrosion resistance and sulfuric acid corrosion resistance were low.

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。   While the embodiments of the present invention have been described above, the above-described embodiments are merely examples for carrying out the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented by appropriately modifying the above-described embodiment without departing from the spirit thereof.

本実施形態によるNi基合金は、塩酸又は硫酸等の還元性酸が含まれる環境での使用される設備に広く適用可能である。より具体的には、たとえば、石油精製及び石油化学プラント等で使用されるエアフィンクーラや空気予熱器、火力発電所の排煙脱硫装置、煙道及び煙突等の構造部材として好適である。
The Ni-based alloy according to the present embodiment is widely applicable to facilities used in an environment containing a reducing acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid. More specifically, it is suitable as a structural member such as an air fin cooler or an air preheater used in an oil refining or petrochemical plant, a flue gas desulfurization device of a thermal power plant, a flue or a chimney.

Claims (1)

質量%で、
C:0.03%以下、
Si:0.01〜0.5%、
Mn:0.01〜1.0%、
P:0.03%以下、
S:0.003%以下、
Cr:20%以上30%未満、
Ni:40%よりも高く50%以下、
Cu:2.5%よりも高く5.0%以下、
Mo:5.0〜10%、
W:3〜10%、
Al:0.005〜0.5%、
N:0.08%よりも高く0.3%以下、及び、
希土類元素(REM):0.001〜0.20%を含有し、
式(1)を満たし、
残部はFe及び不純物からなる、Ni基合金。
Cu+Cr+6Mo+3W+20N−20REM≧75 (1)
式(1)中の元素記号には、対応する元素の含有量(質量%)が代入される。
% By mass
C: 0.03% or less,
Si: 0.01 to 0.5%,
Mn: 0.01 to 1.0%
P: 0.03% or less,
S: 0.003% or less,
Cr: 20% or more and less than 30%,
Ni: higher than 40% and lower than 50%,
Cu: higher than 2.5% and 5.0% or less,
Mo: 5.0 to 10%
W: 3-10%
Al: 0.005 to 0.5%,
N: higher than 0.08% and not more than 0.3%, and
Rare earth element (REM): containing 0.001 to 0.20%,
Satisfies formula (1),
The balance is a Ni-based alloy consisting of Fe and impurities.
Cu + Cr + 6Mo + 3W + 20N-20REM ≧ 75 (1)
The content (mass%) of the corresponding element is substituted for the element symbol in the formula (1).
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