JP6534721B2 - Method of manufacturing a cast product having an alumina barrier layer - Google Patents

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Description

本発明は、アルミナバリア層を有する鋳造製品に関するものであり、より具体的には、安定な構造のアルミナバリア層を有する鋳造製品に関するものである。   The present invention relates to a cast product having an alumina barrier layer, and more particularly to a cast product having an alumina barrier layer of stable structure.

エチレン製造用反応管や分解管、浸炭熱処理炉のハースロール、ラジアントチューブ、耐メタルダスティング材などの耐熱鋳鋼品では、高温雰囲気に曝されるため、高温強度にすぐれるオーステナイト系の耐熱合金が用いられている。   Heat-resistant cast steel products such as reaction tubes and decomposition tubes for ethylene production, hearth rolls of carburizing heat treatment furnaces, radiant tubes, metal dusting materials, etc. are exposed to high temperature atmosphere, so austenitic heat resistant alloys with excellent high temperature strength It is used.

この種オーステナイト系耐熱合金では、高温雰囲気での使用中に表面に金属酸化物層が形成され、この酸化物層がバリアとなって、高温雰囲気下で母材を保護する。   In this kind of austenitic heat-resistant alloy, a metal oxide layer is formed on the surface during use in a high temperature atmosphere, and this oxide layer serves as a barrier to protect the base material in a high temperature atmosphere.

一方、これら金属酸化物としてCr酸化物(主にCrからなる)が形成されてしまうと、緻密性が低いため、酸素や炭素の侵入防止機能が十分ではなく、高温雰囲気下で内部酸化を起こし、酸化物皮膜が肥大化する。また、これらCr酸化物は、加熱と冷却の繰り返しサイクルにおいて剥離し易く、剥離に到らない場合であっても、外部雰囲気からの酸素や炭素の侵入防止機能が十分でないから、皮膜を通過して母材に内部酸化や浸炭を生じる不都合がある。 On the other hand, if Cr oxides (mainly composed of Cr 2 O 3 ) are formed as these metal oxides, the denseness is low, and therefore the function of preventing intrusion of oxygen and carbon is not sufficient, and Oxidation occurs, causing the oxide film to enlarge. In addition, these Cr oxides are easily peeled off in repeated cycles of heating and cooling, and even if they do not come off, the function of preventing the infiltration of oxygen and carbon from the external atmosphere is not sufficient, so they pass through the film. There is a disadvantage that internal oxidation and carburization occur in the base material.

これに対し、一般的なオーステナイト系耐熱合金よりもAlの含有量を増やすことで、緻密性が高く、酸素や炭素を透過し難いアルミナ(Al)を主体とする酸化物層を母材の表面に形成することが提案されている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。 On the other hand, an oxide layer mainly composed of alumina (Al 2 O 3 ) which has high densification and is less likely to transmit oxygen and carbon by increasing the content of Al than a general austenitic heat-resistant alloy It is proposed to form on the surface of the material (for example, refer to Patent Document 1 and Patent Document 2).

しかしながら、Alはフェライト生成元素であるため、含有量が多くなると材料の延性が劣化して高温強度が低下してしまう。この延性の低下傾向は、特にAlの含有量が5%を越えると観察される。
このため、上記特許文献のオーステナイト系耐熱合金は、Alによるバリア機能の向上を期待することはできても、母材の延性低下を招来する不都合がある。
However, since Al is a ferrite forming element, when the content is increased, the ductility of the material is deteriorated and the high temperature strength is reduced. This tendency to decrease the ductility is observed, in particular, when the content of Al exceeds 5%.
Therefore, the austenitic heat resistant alloys of the patent documents described above, even can be expected to improve the barrier function of the Al 2 O 3, there is a disadvantage that lead to decrease in ductility of the matrix.

そこで、Alの高温安定性を確保することができ、さらに、材料の延性を低下させることなく、高温雰囲気下ですぐれたバリア機能を発揮することのできる鋳造製品を提供するために、特許文献3では、鋳造体の表面粗さ(Ra)が0.05〜2.5μmとなるように内面加工を行なった後、酸化性雰囲気下で熱処理を施すことにより、鋳造体の内面にAlを含むアルミナバリア層が形成され、アルミナバリア層と鋳造体との界面に母材基地よりもCr濃度の高いCr基粒子が分散した鋳造製品を提案している(例えば、特許文献3参照)。 Therefore, in order to provide a cast product which can ensure the high temperature stability of Al 2 O 3 and can exhibit an excellent barrier function under a high temperature atmosphere without reducing the ductility of the material. In Patent Document 3, after the inner surface is processed so that the surface roughness (Ra) of the cast body is 0.05 to 2.5 μm, the heat treatment is performed in an oxidizing atmosphere to make the inner surface of the cast body Al. A cast product is proposed in which an alumina barrier layer containing 2 O 3 is formed, and Cr-based particles having a higher Cr concentration than the matrix are dispersed at the interface between the alumina barrier layer and the cast body (for example, Patent Document 3) reference).

特許文献3の鋳造製品は、安定したアルミナバリア層の存在により、高温雰囲気下での使用において、すぐれた耐酸化性、耐浸炭性、耐窒化性、耐食性等を長期に亘って維持することができる。   The cast product of Patent Document 3 can maintain excellent oxidation resistance, carburization resistance, nitriding resistance, corrosion resistance, etc. over a long period of time in use under a high temperature atmosphere by the presence of a stable alumina barrier layer. it can.

特開昭52−78612号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-78612 特開昭57−39159号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-39159 国際公開第WO2010/113830号公報International Publication No. WO 2010/113830

本発明は、アルミナバリア層の安定性をさらに高め、高温雰囲気下での使用において、さらにすぐれた耐浸炭性を発揮できる鋳造製品を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a cast product which can further enhance the stability of the alumina barrier layer and can exhibit further excellent carburization resistance when used under a high temperature atmosphere.

本発明に係る鋳造製品は、
基地表面にアルミニウム酸化物を含むアルミナバリア層を有する鋳造製品であって、
前記アルミニウム酸化物は、(Al(1−x)(x)、但し、M:Cr、Ni、Si、Feの少なくとも1種、且つ、0<x<0.5である。
The cast product according to the present invention is
A cast product having an alumina barrier layer comprising aluminum oxide on a base surface, comprising:
The aluminum oxide is (Al (1-x) M (x) ) 2 O 3 , where M: at least one of Cr, Ni, Si and Fe, and 0 <x <0.5.

また、本発明に係る鋳造製品は、
基地表面にアルミニウム酸化物を含むアルミナバリア層を有する鋳造製品であって、
前記アルミニウム酸化物は、Cr、Ni、Si、Feの少なくとも1種が固溶しており、Alと固溶した少なくとも1種のCr、Ni、Si、Feは、原子%比でAl/(Cr+Ni+Si+Fe)≧2.0である。
In addition, the cast product according to the present invention is
A cast product having an alumina barrier layer comprising aluminum oxide on a base surface, comprising:
In the aluminum oxide, at least one of Cr, Ni, Si, and Fe is in solid solution, and at least one of Cr, Ni, Si, and Fe in solid solution with Al is Al / (Cr + Ni + Si + Fe) in atomic% ratio. ) ≧ 2.0.

本発明の鋳造製品によれば、基地表面に形成されるアルミナバリア層は、Cr、Ni、Si、Feの少なくとも1種が固溶することで、アルミニウム酸化物の相を安定な構造とすることができる。このアルミニウム酸化物は、基地と酸素との結合を抑制し、基地表面にCr、Ni、Si、Fe等を主体とする酸化物が形成されることを抑制することができる。   According to the cast product of the present invention, the alumina barrier layer formed on the base surface has a stable structure of the aluminum oxide phase by solid solution of at least one of Cr, Ni, Si and Fe. Can. This aluminum oxide can suppress the bond between the matrix and oxygen, and can suppress the formation of an oxide mainly composed of Cr, Ni, Si, Fe or the like on the matrix surface.

これにより、本発明の鋳造製品は、高温雰囲気下での使用において、さらにすぐれた耐浸炭性を発揮できる。   Thereby, the cast product of the present invention can exhibit further excellent carburization resistance when used under high temperature atmosphere.

従って、本発明の鋳造製品をたとえばエチレン製造用反応管に採用した場合、コーキングの発生を抑えることができ、コーキングの発生による熱交換率や熱伝導率の低下による収率の低下を防ぐことができ、連続操業時間を長くすることができる。また、コーキングが発生し難いから、コーキング除去作業の回数や時間を短縮でき、操業効率を高めることができる。   Therefore, when the cast product of the present invention is employed, for example, in a reaction tube for producing ethylene, the occurrence of coking can be suppressed, and the decrease in yield due to the decrease in heat exchange coefficient and thermal conductivity due to the occurrence of coking is prevented. It is possible to extend the continuous operation time. Further, since coking hardly occurs, the number and time of the coking removal work can be shortened, and the operation efficiency can be improved.

図1は、加熱処理前の鋳造製品の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a cast product before heat treatment. 図2は、低温加熱処理にてAl薄化層の形成されている状態を模式的に示す断面図である。FIG. 2: is sectional drawing which shows typically the state in which Al thinning layer is formed by low-temperature heat processing. 図3は、高温加熱処理にてAl薄化層と基地との間にAl濃化層が形成されている状態を模式的に示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a state in which an Al-rich layer is formed between the Al thinning layer and the base by high-temperature heat treatment. 図4は、実施例2の被膜TEM写真とEDX分析結果のグラフを示している。FIG. 4 shows a coated TEM photograph of Example 2 and a graph of EDX analysis results. 図5は、実施例7の被膜TEM写真とEDX分析結果のグラフを示している。FIG. 5 shows a coated TEM photograph of Example 7 and a graph of EDX analysis results.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明の鋳造製品は、基地表面にアルミニウム酸化物を含むアルミナバリア層を有する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
The cast product of the present invention has an alumina barrier layer containing aluminum oxide on the base surface.

アルミナバリア層のアルミニウム酸化物は、(Al(1−x)(x)、但し、M:Cr、Ni、Si、Feの少なくとも1種、且つ、0<x<0.5に調整される。 The aluminum oxide of the alumina barrier layer is (Al (1-x) M (x) ) 2 O 3 , where M: at least one of Cr, Ni, Si and Fe, and 0 <x <0.5 Adjusted to

また、アルミナバリア層のアルミニウム酸化物は、Cr、Ni、Si、Feの少なくとも1種が固溶しており、Alと固溶した少なくとも1種のCr、Ni、Si、Feは、原子%比でAl/(Cr+Ni+Si+Fe)≧2.0に調整される。   Further, in the aluminum oxide of the alumina barrier layer, at least one of Cr, Ni, Si, and Fe is in solid solution, and at least one of Cr, Ni, Si, and Fe in solid solution with Al has an atomic percentage ratio Is adjusted to Al / (Cr + Ni + Si + Fe) ≧ 2.0.

<成分限定理由の説明>
本発明の鋳造製品は、質量%にて、Cr15%以上Ni18%以上、Alを1〜5%含有する耐熱合金であれば、本発明の効果を得ることができ、たとえば以下の成分により作製される。なお、以下の説明で、「%」は、特に表示がないときは、全て質量%である。
<Description of the reasons for limiting ingredients>
The cast product of the present invention can obtain the effects of the present invention if it is a heat-resistant alloy containing 15% or more of Cr and 18% or more of Ni and 1 to 5% of Al in mass%. Ru. In the following description, “%” is all by mass unless otherwise indicated.

C:0.05%〜0.7%
Cは、鋳造性を良好にし、高温クリープ破断強度を高める作用がある。このため、少なくとも0.05%を含有させる。しかし、含有量があまり多くなると、Crの一次炭化物が幅広く形成され易くなり、アルミナバリア層を形成するAlの移動が抑制されるため、鋳造体の表面部へのAlの供給不足が生じて、アルミナバリア層の局部的な寸断が起こり、アルミナバリア層の連続性が損なわれる。また、二次炭化物が過剰に析出するため、延性、靱性の低下を招く。このため、上限は0.7%とする。なお、Cの含有量は0.3%〜0.5%がより望ましい。
C: 0.05% to 0.7%
C has the effect of improving the castability and enhancing the high temperature creep rupture strength. For this reason, at least 0.05% is contained. However, if the content is too large, the primary carbide of Cr 7 C 3 is likely to be formed widely, and the movement of Al forming the alumina barrier layer is suppressed, so the supply shortage of Al to the surface portion of the cast body As a result, local disruption of the alumina barrier layer occurs and the continuity of the alumina barrier layer is lost. In addition, excessive precipitation of secondary carbides leads to a decrease in ductility and toughness. Therefore, the upper limit is 0.7%. The C content is more preferably 0.3% to 0.5%.

Si:0%を超えて2.5%以下
Siは、溶湯合金の脱酸剤として、また溶湯合金の流動性を高めるために含有させるが、含有量があまり多くなると高温クリープ破断強度の低下を招くので上限は2.5%とする。なお、Siの含有量は2.0%以下がより望ましい。
Si: more than 0% and 2.5% or less Si is contained as a deoxidizer for a molten metal alloy and to enhance the fluidity of the molten metal alloy, but if the content is too large, the high temperature creep rupture strength decreases. The upper limit is 2.5% because it causes The content of Si is more preferably 2.0% or less.

Mn:0%を超えて3.0%以下
Mnは、溶湯合金の脱酸剤として、また溶湯中のSを固定するために含有させるが、含有量があまり多くなると高温クリープ破断強度の低下を招くので上限は3.0%とする。なお、Mnの含有量は1.6%以下がより望ましい。
Mn: more than 0% and 3.0% or less Mn is contained as a deoxidizer for a molten alloy and to fix S in the molten metal, but if the content is too large, the high temperature creep rupture strength decreases. The upper limit is 3.0% because it will The content of Mn is more preferably 1.6% or less.

Cr:15.0%〜50.0%
Crは、高温強度及び繰返し耐酸化性の向上への寄与の目的のため、15.0%以上含有させる。しかし、含有量があまり多くなると高温クリープ破断強度の低下を招くので上限は50.0%とする。なお、Crの含有量は23.0〜35.0%がより望ましい。
Cr: 15.0% to 50.0%
Cr is contained in an amount of 15.0% or more for the purpose of contributing to the improvement of the high temperature strength and the repeated oxidation resistance. However, if the content is too large, the high temperature creep rupture strength is reduced, so the upper limit is made 50.0%. The content of Cr is more preferably 23.0 to 35.0%.

Ni:18.0%〜70.0%
Niは、繰返し耐酸化性及び金属組織の安定性の確保に必要な元素である。また、Niの含有量が少ないと、Feの含有量が相対的に多くなる結果、鋳造体の表面にCr−Fe−Mn酸化物が生成され易くなるため、アルミナバリア層の生成が阻害される。このため、少なくとも18.0%以上含有させるものとする。70.0%を超えて含有しても増量に対応する効果が得られないので、上限は70.0%とする。なお、Niの含有量は28.0〜45.0%がより望ましい。
Ni: 18.0% to 70.0%
Ni is an element necessary to secure the repeated oxidation resistance and the stability of the metal structure. In addition, when the content of Ni is small, the content of Fe becomes relatively large, and as a result, Cr-Fe-Mn oxide is easily generated on the surface of the cast body, so the formation of the alumina barrier layer is inhibited. . For this reason, at least 18.0% or more should be contained. If the content exceeds 70.0%, the effect corresponding to the increase can not be obtained, so the upper limit is 70.0%. The content of Ni is more preferably 28.0% to 45.0%.

Al:1.0%〜5.0%
Alは耐浸炭性及び耐コーキング性の向上に有効な元素である。また、本発明では、鋳造体の表面にアルミナバリア層を生じさせるために必要不可欠の元素である。このため、少なくとも1.0%以上含有させる。しかし、含有量が5%を超えると延性が劣化するため、本発明では上限を5.0%に規定する。なお、Alの含有量は2.5%〜3.8%がより望ましい。
Al: 1.0% to 5.0%
Al is an element effective for improving the carburization resistance and the coking resistance. In the present invention, it is an essential element to form an alumina barrier layer on the surface of a cast body. For this reason, it is contained at least 1.0% or more. However, if the content exceeds 5%, the ductility deteriorates, so in the present invention, the upper limit is specified as 5.0%. The Al content is more preferably 2.5% to 3.8%.

希土類元素:0.005%〜0.4%
希土類元素とは、周期律表のLaからLuに至る15種類のランタン系列に、YとScを加えた17種類の元素を意味するが、本発明の耐熱合金に含有させる希土類元素は、Ce、La及びNdからなる群のうち少なくとも一種以上が含まれることが好ましい。この希土類元素は、アルミナバリア層の生成と安定化の促進に寄与する。
アルミナバリア層の生成を高温の酸化性雰囲気下での加熱処理によって行なう場合は、希土類元素を0.005%以上含有させることでアルミナバリア層生成に有効に寄与する。
一方、あまりに多く含有すると、延性、靱性が悪化するので、上限は0.4%とする。
Rare earth elements: 0.005% to 0.4%
The rare earth elements mean 17 kinds of elements in which Y and Sc are added to 15 kinds of lanthanum series from La to Lu in the periodic table, but the rare earth elements to be contained in the heat-resistant alloy of the present invention are Ce, It is preferable that at least one or more of the group consisting of La and Nd be included. The rare earth elements contribute to promoting the formation and stabilization of the alumina barrier layer.
When the formation of the alumina barrier layer is carried out by heat treatment in a high temperature oxidizing atmosphere, the inclusion of 0.005% or more of the rare earth element effectively contributes to the formation of the alumina barrier layer.
On the other hand, if the content is too large, the ductility and toughness deteriorate, so the upper limit is made 0.4%.

W:0.5%〜10.0%及び/又はMo:0.1%〜5.0%
W、Moは、基地中に固溶し、基地のオーステナイト相を強化することにより、クリープ破断強度を向上させる。この効果を発揮させるために、W及びMoの少なくとも一種を含有させるものとし、Wの場合は0.5%以上、Moの場合は0.1%以上含有させる。
しかし、W及びMoは、含有量があまり多くなると、延性の低下や、耐浸炭性の劣化を招く。また、Cが多い場合と同じように、(Cr,W,Mo)の一次炭化物が幅広く形成され易くなり、アルミナバリア層を形成するAlの移動が抑制されるため、鋳造体の表面部分へのAlの供給不足が生じ、アルミナバリア層の局部的な寸断が起こり、アルミナバリア層の連続性が損なわれ易くなる。また、WやMoは原子半径が大きいため、基地中に固溶することにより、AlやCrの移動を抑制してアルミナバリア層の生成を妨げる作用がある。
このため、Wは10.0%以下、Moは5.0%以下とする。なお、両元素を含有する場合でも、合計含有量は10.0%以下とすることが好ましい。
W: 0.5% to 10.0% and / or Mo: 0.1% to 5.0%
W and Mo dissolve in the matrix and strengthen the austenite phase of the matrix to improve the creep rupture strength. In order to exert this effect, at least one of W and Mo is contained, and in the case of W, 0.5% or more, and in the case of Mo, 0.1% or more.
However, if the content of W and Mo is too large, the ductility decreases and the carburization resistance deteriorates. Further, as in the case where there is a large amount of C, the primary carbide of (Cr, W, Mo) 7 C 3 is likely to be formed widely, and the movement of Al forming the alumina barrier layer is suppressed. Undersupply of Al to the part occurs, local breakage of the alumina barrier layer occurs, and the continuity of the alumina barrier layer tends to be lost. Further, since W and Mo have a large atomic radius, solid solution in the matrix has the effect of suppressing the movement of Al and Cr and preventing the formation of the alumina barrier layer.
For this reason, W is 10.0% or less and Mo is 5.0% or less. Even when both elements are contained, the total content is preferably 10.0% or less.

また、以下の成分をさらに含むことができる。   Moreover, the following components can be further included.

Ti:0.01%〜0.6%、Zr:0.01%〜0.6%及びNb:0.1%〜1.8%からなる群から選択される少なくとも一種
Ti、Zr及びNbは、炭化物を形成し易い元素であり、WやMoほど基地中には固溶しないため、アルミナバリア層の形成には特段の作用は認められないが、クリープ破断強度を向上させる作用がある。必要に応じて、Ti、Zr及びNbの少なくとも一種を含有させることができる。含有量は、Ti及びZrが0.01%以上、Nbが0.1%以上である。
しかし、過剰に添加すると、延性の低下を招く。Nbは、さらに、アルミナバリア層の耐剥離性を低下させる。このため、上限は、Ti及びZrは0.6%、Nbは1.8%とする。
Ti: at least one selected from the group consisting of 0.01% to 0.6%, Zr: 0.01% to 0.6%, and Nb: 0.1% to 1.8% Since it is an element that easily forms carbides and does not form a solid solution in the matrix as W or Mo, no particular action is observed in the formation of the alumina barrier layer, but it has the action of improving the creep rupture strength. If necessary, at least one of Ti, Zr and Nb can be contained. The content is 0.01% or more of Ti and Zr, and 0.1% or more of Nb.
However, if it is added excessively, the ductility is reduced. Nb further reduces the peel resistance of the alumina barrier layer. Therefore, the upper limit is 0.6% for Ti and Zr, and 1.8% for Nb.

B:0%を越えて0.1%以下
Bは、鋳造体の粒界を強化する作用があるので、必要に応じて含有させることができる。なお、含有量が多くなるとクリープ破断強度の低下を招くため、添加する場合でも0.1%以下とする。
B: more than 0% and 0.1% or less B has an effect of strengthening grain boundaries of the cast body, and can be contained as necessary. In addition, in order to cause the fall of creep rupture strength when content increases, even when it adds, it makes it 0.1% or less.

本発明の鋳造体を構成する耐熱合金は、上記成分を含み、残部Feであるが、合金の溶製時に不可避的に混入するP、Sその他の不純物は、この種の合金材に通常許容される範囲であれば存在しても構わない。   The heat-resistant alloy constituting the cast body of the present invention contains the above-mentioned components, and the balance is Fe, but P, S and other impurities which are inevitably mixed at the time of melting of the alloy are generally tolerated in this kind of alloy material It may be within the range of

<鋳造製品>
本発明の鋳造製品は、上記成分組成の溶湯を溶製し、遠心力鋳造、静置鋳造等により上記組成に鋳造される。
<Casting products>
The cast product of the present invention melts the molten metal of the above-mentioned composition, and is cast to the above-mentioned composition by centrifugal casting, stationary casting, etc.

得られる鋳造製品は、目的とする用途に応じた形状とすることができる。
たとえば、鋳造製品として、管、特に高温環境下で使用される反応管を例示することができる。
The resulting cast product can be shaped according to the intended application.
For example, as a cast product, a tube, in particular a reaction tube used in a high temperature environment can be exemplified.

本発明の鋳造製品は、遠心力鋳造での作製が特に好適である。遠心力鋳造を適用することで、金型による冷却の進行によって径方向に微細な金属組織が配向性をもって成長し、Alが移動し易い合金組織を得ることができるためである。   The cast products of the invention are particularly preferably produced by centrifugal casting. By applying centrifugal casting, it is possible to obtain an alloy structure in which a fine metal structure grows with orientation in the radial direction by the progress of cooling by the mold, and Al is easy to move.

そして、鋳造製品には、後述する加熱処理が施される。この加熱処理により、安定した相構造を有するアルミナバリア層が形成される。   Then, the cast product is subjected to a heat treatment described later. By this heat treatment, an alumina barrier layer having a stable phase structure is formed.

<加熱処理>
本発明の鋳造製品は、酸化性雰囲気下で加熱処理を行なう。加熱処理は、低温加熱処理と高温加熱処理に分けることができる。なお、低温加熱処理と高温加熱処理は、別工程で行なうこともできるし、低温加熱処理の後、続けて高温加熱処理を行なってもよい。
<Heat treatment>
The cast product of the present invention is heat-treated in an oxidizing atmosphere. The heat treatment can be divided into low temperature heat treatment and high temperature heat treatment. The low-temperature heat treatment and the high-temperature heat treatment can be performed in separate steps, or the high-temperature heat treatment may be performed after the low-temperature heat treatment.

<低温加熱処理>
低温加熱処理は、酸化性雰囲気下で基地の表面にアルミニウム酸化物の層を形成する処理である。低温とは、1050℃未満を例示できる。望ましくは、600℃〜900℃である。低温加熱処理は、5時間〜15時間実施することが望ましい。
<Low temperature heat treatment>
The low temperature heat treatment is a treatment of forming a layer of aluminum oxide on the surface of the base in an oxidizing atmosphere. Low temperature can illustrate below 1050 ° C. Desirably, it is 600 ° C-900 ° C. The low temperature heat treatment is preferably performed for 5 hours to 15 hours.

低温加熱処理を施すことにより、図1に示すように、基地10は酸素と接触し、基地10から基地表面に拡散したAl、Cr、Ni、Si、Feを酸化させて、図2に示すように酸化物層22を形成する。この加熱処理では、低温で行なわれるから、Cr、Ni、Si、Feよりも優先してAlが酸化物を形成する。従って、酸化物の層は、Alを主体とし、同じく基地から拡散したCr、Ni、Si、Feの少なくとも1種が固溶するアルミニウム酸化物の層22となる。   By performing low temperature heat treatment, as shown in FIG. 1, base 10 is in contact with oxygen to oxidize Al, Cr, Ni, Si and Fe diffused from base 10 to the base surface, as shown in FIG. The oxide layer 22 is formed on the Since this heat treatment is performed at a low temperature, Al forms an oxide in preference to Cr, Ni, Si, and Fe. Therefore, the oxide layer is mainly composed of Al, and becomes a layer 22 of aluminum oxide in which at least one of Cr, Ni, Si, and Fe diffused from the base is dissolved as well.

低温加熱処理により形成されるアルミニウム酸化物は、Alと固溶した少なくとも1種のCr、Ni、Si、Feは、原子%比でAl/(Cr+Ni+Si+Fe)≧2.0となっている。また、その組成は、(Al(1−x)(x)、但し、M:Cr、Ni、Si、Feの少なくとも1種、且つ、0<x<0.5であることが望ましい。また、アルミニウム酸化物は、少なくともCrが固溶しており、Alと固溶したCrは、原子%比でAl/Cr≧10であることがより好適であり、Al/Cr≧15であることがより好ましい。さらに、Ni、Si、Feの少なくとも1種が固溶しており、Alと固溶した少なくとも1種のNi、Si、Feの合計原子%は、10原子%以下であることがより望ましい。 In the aluminum oxide formed by the low-temperature heat treatment, at least one of Cr, Ni, Si, and Fe solid-solved in Al has an atomic percentage ratio of Al / (Cr + Ni + Si + Fe) ≧ 2.0. In addition, the composition thereof is (Al (1-x) M (x) ) 2 O 3 , where M: at least one of Cr, Ni, Si, and Fe, and 0 <x <0.5. Is desirable. Further, in the aluminum oxide, at least Cr is in solid solution, and Cr in solid solution with Al is more preferably Al / Cr ≧ 10 in atomic percent ratio, and Al / Cr ≧ 15. Is more preferred. Furthermore, it is more desirable that at least one of Ni, Si and Fe is solid-solved, and the total atomic percent of at least one of Ni, Si and Fe solid-soluted with Al is 10 atomic% or less.

上記した低温加熱処理で形成されるアルミニウム酸化物は、準安定なγ又はθアルミナ構造であり、ポーラスな構造である。従って、強度が十分ではない。   The aluminum oxide formed by the above-described low-temperature heat treatment has a metastable γ or θ alumina structure and a porous structure. Therefore, the strength is not sufficient.

<高温加熱処理>
高温加熱処理は、低温加熱処理の後に実施される熱処理であって、後述するとおり、低温加熱処理にて形成されたアルミニウム酸化物をαアルミナ構造(コランダム構造)に相変態させると共に、このアルミニウム酸化物の層と基地との間にAlの濃度の高いアルミニウム酸化物層を形成するものである。
<High temperature heat treatment>
The high-temperature heat treatment is a heat treatment carried out after the low-temperature heat treatment, and as described later, phase-transforms the aluminum oxide formed by the low-temperature heat treatment into an alpha alumina structure (corundum structure) An aluminum oxide layer having a high concentration of Al is formed between the object layer and the base.

高温加熱処理は、低温加熱処理が施され、γ又はθアルミナ構造を有するアルミナバリア層の形成された鋳造製品を、酸化性雰囲気下において高温で加熱することにより行なうことができる。高温とは、1050℃以上を例示できる。高温加熱処理は、3時間〜15時間実施することが望ましい。   The high temperature heat treatment can be performed by heating the cast product on which the low temperature heat treatment is performed and on which the alumina barrier layer having the γ or θ alumina structure is formed at a high temperature under an oxidizing atmosphere. With high temperature, 1050 degreeC or more can be illustrated. It is desirable to carry out the high temperature heat treatment for 3 hours to 15 hours.

高温加熱処理を行なうことで、最初に形成されたγ又はθアルミナ構造を有するアルミニウム酸化物は、安定したαアルミナ構造(コランダム構造)に相変態する。本発明では、γ又はθアルミナ構造を有するアルミニウム酸化物の層にCr、Ni、Si、Feの少なくとも1種が固溶している。これにより、アルミニウム酸化物の層がAlの純度の高い場合に比して、γ又はθアルミナ構造からαアルミナ構造(コランダム構造)への相変態を早めることができる。   By performing the high temperature heat treatment, the aluminum oxide having the γ or θ alumina structure formed first undergoes phase transformation to a stable α alumina structure (corundum structure). In the present invention, at least one of Cr, Ni, Si and Fe is solid-solved in the layer of aluminum oxide having the γ or θ alumina structure. Thereby, the phase transformation from the γ or θ alumina structure to the α alumina structure (corundum structure) can be accelerated compared to when the aluminum oxide layer has high purity of Al.

そして、αアルミナ構造(コランダム構造)に相変態したアルミニウム酸化物の層を有する鋳造製品に対して、高温加熱処理をさらに続けることにより、図3に示すように、酸素がアルミニウム酸化物の層22を通過する。   Then, by further continuing the high-temperature heat treatment on the cast product having the layer of aluminum oxide phase-transformed to the α-alumina structure (corundum structure), as shown in FIG. Pass through.

上記アルミニウム酸化物22の層を通過した酸素は、基地から拡散されるAlを酸化し、Alの濃度の高いアルミニウム酸化物の層24を形成する。   The oxygen which has passed through the layer of aluminum oxide 22 oxidizes Al diffused from the matrix to form a layer 24 of aluminum oxide having a high concentration of Al.

ここで、図3に示すように、低温加熱処理により形成されたCr、Ni、Si、Feの少なくとも1種が固溶するアルミニウム酸化物の層を「Al薄化層」、Al薄化層と基地表面との間に形成されたAlの濃度の高いアルミニウム酸化物の層を「Al濃化層」と称する。すなわち、Al濃化層24は、Al薄化層22に比してAl/(Cr+Ni+Si+Fe)が大きい層である。   Here, as shown in FIG. 3, the layer of aluminum oxide in which at least one of Cr, Ni, Si and Fe, which is formed by low-temperature heat treatment, forms a solid solution is referred to as “Al thinned layer”, Al thinned layer, The layer of aluminum oxide with a high concentration of Al formed between it and the base surface is called "Al-rich layer". That is, the Al-rich layer 24 is a layer in which Al / (Cr + Ni + Si + Fe) is larger than that of the Al thinning layer 22.

アルミナバリア層は、表面のAl薄化層に比べて、基地とAl薄化層との間に形成されるAl濃化層のAlの濃度が高くなる理由として、以下の理由が考えられる。   The following reasons can be considered as the reason why the concentration of Al in the Al-rich layer formed between the base and the Al-thinned layer is higher in the alumina barrier layer than in the Al-thinned layer on the surface.

形成されたAl薄化層22は、酸化性雰囲気にて、少量の酸素の通過を許容する。
そして、基地10側からは、図3に示すように、Al、Cr、Ni、Si、Feが基地表面側に拡散する。しかしながら、Alは、Cr、Ni、Si、Feに比べて、酸素との結合に必要なエネルギーが小さいから、Alが優先して酸素と結合し、濃度の高いアルミニウム酸化物の層(Al濃化層24)が、基地10とAl薄化層22との間に形成されるためである。
The formed Al thinned layer 22 allows the passage of a small amount of oxygen in an oxidizing atmosphere.
Then, from the base 10 side, as shown in FIG. 3, Al, Cr, Ni, Si and Fe are diffused to the base surface side. However, Al has a lower energy required for bonding with oxygen than Cr, Ni, Si, and Fe, so Al preferentially bonds with oxygen, and the layer of aluminum oxide with a high concentration (Al This is because the layer 24) is formed between the base 10 and the Al thinning layer 22.

Al濃化層24は、高温での加熱処理により生成されるから、安定なαアルミナ構造(コランダム構造)を有する。望ましくは、Al薄化層22とAl濃化層24のアルミニウム酸化物は、80体積%以上の結晶構造が、αアルミナ構造(コランダム構造)である。   The Al-rich layer 24 has a stable α-alumina structure (corundum structure) because it is generated by heat treatment at a high temperature. Desirably, as for the aluminum oxide of the Al thinning layer 22 and the Al concentration layer 24, the crystal structure of 80 volume% or more is an alpha alumina structure (corundum structure).

Al薄化層22と、基地10とAl薄化層22との間に形成されたAl濃化層24からなるアルミナバリア層20は、何れも安定なαアルミナ構造(コランダム構造)であるから、緻密性が高く、これらを具備する鋳造製品は、高温雰囲気下での使用において、外部から酸素、炭素、窒素の母材への侵入を防ぐバリアとして作用し、すぐれた耐浸炭性を長期に亘って維持することができる。   Since the alumina barrier layer 20 composed of the Al thinned layer 22 and the Al enriched layer 24 formed between the base 10 and the Al thinned layer 22 has a stable α-alumina structure (corundum structure), A high-density, cast product equipped with these acts as a barrier to prevent oxygen, carbon and nitrogen from intruding into the base material from the outside when used in a high temperature atmosphere, and has excellent carburization resistance over a long period of time Can be maintained.

なお、Al濃化層24は、Al薄化層22よりも層厚に形成されることが望ましく、Al濃化層24は、アルミナバリア層20の厚さの1/5以上となるように形成することが好適である。   It is preferable that the Al-rich layer 24 be formed to a thickness larger than that of the Al thinning layer 22, and the Al-rich layer 24 be formed to be 1⁄5 or more of the thickness of the alumina barrier layer 20. Is preferred.

より望ましくは、Al薄化層22は、0.04μmから8.0μm、Al濃化層24は、0.01μm〜2.0μmである。   More desirably, the thickness of the Al thinning layer 22 is 0.04 μm to 8.0 μm, and the thickness of the Al concentrated layer 24 is 0.01 μm to 2.0 μm.

上記した低温加熱処理及び高温加熱処理において、アルミニウム酸化物の層を好適に形成するために、鋳造製品を回転させながら加熱することが望ましい。これにより、鋳造製品にムラ無く加熱が施されると共に、酸素と良好な状態で接触することができる。そしてその結果、生成されるアルミナバリア層20の表面粗さ(Ra)を小さくすることができる。   In the low temperature heat treatment and the high temperature heat treatment described above, it is desirable to heat the cast product while rotating it in order to suitably form the layer of aluminum oxide. Thus, the cast product can be uniformly heated and can be in good contact with oxygen. And as a result, surface roughness (Ra) of the alumina barrier layer 20 produced | generated can be made small.

<表面処理>
必要に応じて、鋳造製品には、アルミナバリア層に表面処理を行なうことができる。たとえば表面処理として研磨を例示できる。たとえば、鋳造製品を反応管に使用したときに、原料の炭化水素と鋳造製品のFeやNi等が触れて、FeやNiの触媒作用によりコーク(炭素)が管内面に付着し易いが、表面処理を施して、アルミナバリア層の表面粗さ(Ra)を小さくすることで、コークの付着を抑えることができる。
<Surface treatment>
If desired, the cast product can be surface treated with an alumina barrier layer. For example, polishing can be exemplified as surface treatment. For example, when a cast product is used in a reaction tube, the raw material hydrocarbon and the cast product Fe, Ni, etc. touch each other, and coke (carbon) easily adheres to the inner surface of the tube by the catalytic action of Fe or Ni. By performing the treatment to reduce the surface roughness (Ra) of the alumina barrier layer, adhesion of coke can be suppressed.

アルミナバリア層の表面粗さ(Ra)は、15μm以下となるように実施することが望ましい。より望ましくは、表面粗さ(Ra)は0.05μm〜10μmとする。   The surface roughness (Ra) of the alumina barrier layer is desirably 15 μm or less. More desirably, the surface roughness (Ra) is 0.05 μm to 10 μm.

高周波誘導溶解炉の大気溶解により溶湯を溶製し、金型遠心力鋳造により、下記表1に掲げる合金化学組成の管体を鋳造した。管体は、内径80mm、外径100mm、長さ250mmとした。   The molten metal was melted by air melting of a high frequency induction melting furnace, and a tube having an alloy chemical composition listed in Table 1 below was cast by mold centrifugal casting. The tube had an inner diameter of 80 mm, an outer diameter of 100 mm, and a length of 250 mm.

得られた発明である実施例1乃至実施例8と、比較例1乃至比較例6について、夫々酸化性雰囲気下で、加熱温度の異なる2段階の加熱処理を施した。加熱処理は、先に低温、続けて高温で実施した。低温加熱処理は、5時間、高温加熱処理は、5時間である。   About Example 1 thru | or Example 8 which are the inventions obtained, and Comparative example 1 thru | or Comparative example 6, two-step heat processing from which a heating temperature differs was performed under oxidizing atmosphere, respectively. The heat treatment was performed first at low temperature and then at high temperature. The low temperature heat treatment is 5 hours, and the high temperature heat treatment is 5 hours.

加熱処理の施された実施例1乃至実施例8、比較例1乃至比較例6の供試管について、表面に形成されたアルミナバリア層に含まれる元素(Al、Cr、Fe、Ni、Si、O)の原子パーセントをEDX分析(エネルギー分散型X線分光分析)により測定した。結果を表3に示す。   In the test tubes of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 6 subjected to the heat treatment, elements (Al, Cr, Fe, Ni, Si, O) contained in the alumina barrier layer formed on the surface The atomic percent of) was determined by EDX analysis (energy dispersive X-ray spectroscopy). The results are shown in Table 3.

発明例である実施例1乃至実施例8を参照すると、何れも原子%比でAl/(Cr+Ni+Si+Fe)≧2.0を満足している。また、Al/Cr≧10である。一方、比較例は、比較例1が基地にAlを含有していないため、アルミニウム酸化物は生成されず、Al/(Cr+Ni+Si+Fe)、Al/Crは何れもゼロとなっている。   Referring to Examples 1 to 8 which are invention examples, all satisfy the condition of Al / (Cr + Ni + Si + Fe) ≧ 2.0 in atomic% ratio. Also, Al / Cr ≧ 10. On the other hand, in the comparative example, since the base of the comparative example 1 does not contain Al, aluminum oxide is not generated, and both Al / (Cr + Ni + Si + Fe) and Al / Cr are zero.

また、比較例2乃至比較例6については、何れもAl/(Cr+Ni+Si+Fe)<2.0、Al/Cr<10である。   In addition, in each of Comparative Examples 2 to 6, Al / (Cr + Ni + Si + Fe) <2.0 and Al / Cr <10.

さらに、Fe+Ni+Siの原子%は、実施例1乃至実施例4、実施例6、実施例7と、比較例3は10原子%以下であり、その他の実施例及び比較例は、10原子%を越えている。   Furthermore, the atomic percent of Fe + Ni + Si is 10 atomic% or less in Examples 1 to 4, Example 6, Example 7 and Comparative Example 3, and the other Examples and Comparative Examples exceed 10 atomic%. ing.

また、得られた実施例1乃至実施例8、比較例1乃至比較例6について、生成されたアルミナバリア層の厚みに対するAl濃化層の厚みを測定した。結果を上記表3に示している。   Moreover, the thickness of the Al concentration layer with respect to the thickness of the produced | generated alumina barrier layer was measured about obtained Example 1 thru | or Example 8 and Comparative Example 1 thru | or Comparative example 6. FIG. The results are shown in Table 3 above.

表3を参照すると、実施例は何れも、アルミナバリア層の厚みに対するAl濃化層の厚みが、0.3以上、即ち1/5以上であるが、比較例は最大で0.15となっていることがわかる。なお、比較例1は、基地にAlを含有していないため、アルミナバリア層は形成されていない。   Referring to Table 3, in each of the examples, the thickness of the Al-enriched layer with respect to the thickness of the alumina barrier layer is 0.3 or more, that is, 1/5 or more, but the comparative example is 0.15 at maximum. Know that In addition, since the comparative example 1 does not contain Al in a base, the alumina barrier layer is not formed.

これは、発明例である実施例は、低温加熱処理温度が1050℃未満、高温加熱処理温度が1050℃以上で実施されたため、低温加熱処理により、基地の表面にAl薄化層が形成された後、高温加熱処理によって、Al薄化層と基地との間にAl濃化層が形成できたことを示している。   This is because the example of the invention example was implemented at a low temperature heat treatment temperature of less than 1050 ° C. and a high temperature heat treatment temperature of 1050 ° C. or more, so an Al thinned layer was formed on the surface of the matrix by low temperature heat treatment. Thereafter, it is shown that an Al-rich layer can be formed between the Al thinning layer and the base by high-temperature heat treatment.

一方、アルミナバリア層の形成された比較例2乃至比較例6については、以下の理由により、Al濃化層が最大で0.15に留まったと考えられる。
比較例2は、鋳造体に含まれるAlが0.9%と低く、鋳造体表面に皮膜を形成するためのAlが不足しているためである。比較例3は、低温加熱処理温度が1200℃と高いため、γ又はθアルミナ構造を有するアルミナバリア層が形成される前にCr、Ni、Si、Fe等を主体とする酸化物が形成されたためである。比較例4は、低温加熱処理温度が500℃と低いために、γ又はθアルミナ構造を有するアルミナバリア層が形成されなかったためである。比較例5及び比較例6は、高温加熱処理の温度が1000℃と低いからである。この結果、低温加熱処理にてAl薄化層が形成された後、高温加熱処理においてAl薄化層を通過する酸素が少なく、また、温度が低いから取り込まれた酸素とAlが結合するに十分なエネルギーを得られなかったためである。
On the other hand, in Comparative Examples 2 to 6 in which the alumina barrier layer was formed, it is considered that the Al-rich layer remained at a maximum of 0.15 for the following reasons.
The comparative example 2 is because Al contained in a cast is as low as 0.9%, and Al for forming a film on the cast surface is insufficient. In Comparative Example 3, since the low temperature heat treatment temperature is as high as 1200 ° C., an oxide mainly composed of Cr, Ni, Si, Fe, etc. is formed before an alumina barrier layer having a γ or θ alumina structure is formed. It is. Comparative Example 4 is because the alumina barrier layer having the γ or θ alumina structure was not formed because the low temperature heat treatment temperature was as low as 500 ° C. The reason is that the temperature of the high temperature heat treatment is as low as 1000 ° C. in Comparative Examples 5 and 6. As a result, after the Al thinning layer is formed in the low temperature heat treatment, less oxygen passes through the Al thinning layer in the high temperature heat treatment, and the temperature is low, so that the incorporated oxygen and Al are sufficiently bonded. Energy was not obtained.

次に、得られた供試管にコーキング試験を実施した。
コーキング試験は、供試管を電気炉内に設置し、供試管に炭化水素(エタン)を供給して、所定の時間(12〜24時間)、高温加熱(955℃)することにより行なった。そして、試験終了後、供試管の内面の浸炭度合いを比較すると共に、供試管の内面に付着したコーク(炭素)の重量比を測定した。結果を表4に示す。
Next, a coking test was performed on the obtained test tube.
The coking test was performed by placing the test tube in an electric furnace, supplying hydrocarbons (ethane) to the test tube, and heating at high temperature (955 ° C.) for a predetermined time (12 to 24 hours). After completion of the test, the carburizing degree of the inner surface of the test tube was compared, and the weight ratio of coke (carbon) attached to the inner surface of the test tube was measured. The results are shown in Table 4.

表4を参照すると、発明例である実施例1乃至実施例8は、何れも良好な耐浸炭性を有していることがわかる。一方、比較例は、何れも供試管の内部まで浸炭されていた。   Referring to Table 4, it can be seen that all of the inventive examples 1 to 8 have good carburization resistance. On the other hand, in each of the comparative examples, carburization was performed to the inside of the test tube.

実施例1乃至実施例8が耐浸炭性にすぐれるのは、基地の表面にAl濃化層とAl薄化層からなる安定なαアルミナ構造(コランダム構造)のアルミナバリア層が好適に形成されているからである。特に、実施例1、実施例3、実施例4、実施例6乃至実施例8は、他の実施例に比べて極めてすぐれる耐浸炭性を具備している。これは、実施例2、実施例5が、他の実施例に比してAl濃化層の形成が少なかったためであると考えられる。   Examples 1 to 8 are superior in carburization resistance by suitably forming an alumina barrier layer having a stable α-alumina structure (corundum structure) consisting of an Al-rich layer and an Al-thinned layer on the surface of a matrix. It is because In particular, the first embodiment, the third embodiment, the fourth embodiment, and the sixth to eighth embodiments have carburization resistance which is extremely superior to those of the other embodiments. It is considered that this is because Example 2 and Example 5 formed less Al-concentrated layers as compared to the other examples.

また、これら供試管の表面粗さ(Ra)を測定した。結果を合わせて表4に示している。表4を参照すると、生成されたコークの重量比と表面粗さ(Ra)に略比例関係が存在していることがわかる。これより、表面粗さ(Ra)は、15μm以下が好ましく、より好ましくは10μm以下である。   Moreover, the surface roughness (Ra) of these test tubes was measured. The results are shown together in Table 4. Referring to Table 4, it can be seen that there is a substantially proportional relationship between the weight ratio of the produced coke and the surface roughness (Ra). From this, the surface roughness (Ra) is preferably 15 μm or less, more preferably 10 μm or less.

表面粗さ(Ra)は、鋳造製品を回転させながら加熱処理をして表面粗さを調整することができ、比較例3と比較例6の表面粗さ(Ra)が15μmを越えているのは、皮膜生成の加熱処理が適正ではなく、皮膜の剥離と再生などにより、表面粗さが粗くなったためであると考えられる。   The surface roughness (Ra) can be adjusted by heat treatment while rotating the cast product to adjust the surface roughness, and the surface roughness (Ra) of Comparative Example 3 and Comparative Example 6 exceeds 15 μm. It is considered that the heat treatment for film formation was not appropriate, and the surface roughness became rough due to peeling and regeneration of the film.

発明例2と発明例7について、透過型顕微鏡(TEM)を用いてアルミナバリア層の被膜TEM観察を行なった。また、Al薄化層とAl濃化層について、夫々EDX分析を行なった。発明例2の結果を図4、発明例7の結果を図5に示している。   About the invention example 2 and the invention example 7, coating TEM observation of the alumina barrier layer was performed using the transmission type microscope (TEM). In addition, EDX analysis was performed on each of the Al thinned layer and the Al enriched layer. The result of the invention example 2 is shown in FIG. 4 and the result of the invention example 7 is shown in FIG.

図4を参照すると、発明例2は、表面側に形成されたAl薄化層22は、主としてAlの酸化物であるが、少量のCr、Fe、Niが観察されていることがわかる。一方、Al濃化層24は、Al以外にCr、Fe、Ni等は観察されない。従って、Al濃化層24は、非常に純度の高いアルミニウム酸化物から形成されていることがわかる。   Referring to FIG. 4, it can be seen that although the Al thinned layer 22 formed on the surface side of the invention example 2 is mainly an oxide of Al, small amounts of Cr, Fe, and Ni are observed. On the other hand, in the Al-rich layer 24, Cr, Fe, Ni and the like other than Al are not observed. Therefore, it can be seen that the Al-rich layer 24 is formed of aluminum oxide of very high purity.

図5を参照すると、発明例7は、表面に形成されたAl薄化層22は、主としてAlの酸化物であるが、少量のCrが観察されていることがわかる。一方、Al濃化層24は、Al以外は観察されない。従って、Al濃化層24は、非常に純度の高いアルミニウム酸化物から形成されていることがわかる。   Referring to FIG. 5, it can be seen that, in the example 7 of the invention, the Al thinned layer 22 formed on the surface is mainly an oxide of Al, but a small amount of Cr is observed. On the other hand, Al concentrated layer 24 is not observed except Al. Therefore, it can be seen that the Al-rich layer 24 is formed of aluminum oxide of very high purity.

10 基地
20 アルミナバリア層
22 Al薄化層
24 Al濃化層
10 Base 20 Alumina Barrier Layer 22 Al Thinned Layer 24 Al Concentrated Layer

Claims (4)

基地表面にアルミニウム酸化物を含むアルミナバリア層を有する鋳造製品の製造方法であって、
前記アルミニウム酸化物の形成処理は、600℃〜900℃の酸化性雰囲気下にて5時間〜15時間の低温熱処理を施すことで、表面に第1アルミニウム酸化物層を形成した後、1050℃以上の酸化性雰囲気下にて3時間〜15時間の高温熱処理を施すことで、前記第1アルミニウム酸化物層と基地との間に第2アルミニウム酸化物層を形成するステップを具備することを特徴とする鋳造製品の製造方法。
A method of manufacturing a cast product having an alumina barrier layer containing aluminum oxide on a base surface, comprising:
Forming processing of the aluminum oxide, in facilities Succoth the low-temperature heat treatment for 5 hours to 15 hours under oxidizing atmosphere at 600 ° C. to 900 ° C., after forming the first aluminum oxide layer on the surface, 1050 ° C. in facilities Succoth temperature heat treatment for 3 hours to 15 hours under more oxidizing atmosphere, it comprises a steps of forming a second aluminum oxide layer between the first aluminum oxide layer and the base A method of producing a cast product characterized by
前記第1アルミニウム酸化物は、少なくともCrが固溶しており、Alと固溶したCrは、原子%比でAl/Cr≧10である、
請求項1に記載の鋳造製品の製造方法。
In the first aluminum oxide, at least Cr is in solid solution, and Cr in solid solution with Al is Al / Cr ≧ 10 in atomic percent ratio.
A method of manufacturing a cast product according to claim 1 .
前記第1アルミニウム酸化物は、Ni、Si、Feの少なくとも1種が固溶しており、
Alと固溶した少なくとも1種のNi、Si、Feの合計原子%は、10原子%以下である、
請求項1又は請求項2に記載の鋳造製品の製造方法。
In the first aluminum oxide, at least one of Ni, Si and Fe is solid-solved,
The total atomic percent of at least one of Ni, Si and Fe in solid solution with Al is 10 atomic percent or less
The manufacturing method of the cast product of Claim 1 or Claim 2 .
前記基地は、質量%にて、少なくともSi:0%を越えて2.5%以下、Cr:15.0%〜50.0%、Ni:18.0%〜70.0%、Al:1.0%〜5.0%を含有する、
請求項1乃至請求項の何れかに記載の鋳造製品の製造方法。
The base is, by mass%, at least Si: 0% to 2.5% or less, Cr: 15.0% to 50.0%, Ni: 18.0% to 70.0%, Al: 1 Containing .0% to 5.0%,
A method of manufacturing a cast product according to any one of claims 1 to 3 .
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