JPH02205650A

JPH02205650A - 通電ロール用Ｎｉ基合金

Info

Publication number: JPH02205650A
Application number: JP2533589A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Takizawa; 与司夫滝沢; Masatoshi Noguchi; 野口　昌利
Original assignee: Mitsubishi Metal Corp
Current assignee: Mitsubishi Metal Corp
Priority date: 1989-02-03
Filing date: 1989-02-03
Publication date: 1990-08-15

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、通電ロール用部材として十分な耐食性およ
び耐摩耗性を有するとともに優れた溶接性を有するＮｉ
基合金に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、例えば鋼板の連続電気メツキラインにおける通電
ロールは、メツキ液に触れる環境で使用されることから
、メツキ液に対する耐食性と被メツキ材である鋼板との
接触に対する耐摩耗性を有するＮｉ基合金で作製されて
いた。上記Ｎｉ基合金としては一般にハステロイＣと称
されるＮｉ基合金が知られており、さらに最近では特開
昭６２−１２７４４３号公報に記載のＮｉ基合金なども
優れた通電ロール用Ｎｉ基合金として知られている。

そして、これらの公知のＮｉ基合金を用いて通電ロール
を作製するには、まず上記公知のＮｉ基合金を通常の高
周波誘導炉を用い、Ａ「ガス雰囲気中で溶解し、得られ
た溶湯を遠心鋳造により管体に鋳造し、この管体に機械
加工を施してスリーブとし、上記スリーブを鋼製パイプ
の外側に嵌合し、上記スリーブの両端を上記鋼製パイプ
の外面に溶接して鋼製パイプとスリーブとを一体化し、
最後に、上記鋼製パイプの外側に一体化したスリーブの
外面を機械加工して通電ロールを作製していたのである
。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記通電ロール用Ｎｉ合金としては、上述の如くハステ
ロイＣが通電ロール用Ｎｉ基合金として古くから知られ
ていたものであるが、このハステロイＣよりも一層耐食
性および耐摩耗性のすぐれた通電ロール用Ｎｉ基合金と
して、上記特開昭６２−１２７４４３号公報記載のＮｉ
基合金が開発されたのである。

しかしながら、上記特開昭８２−１２７４４３号のＮｉ
基合金は、確かに通電ロール用としてハステロイＣより
も耐食性および耐摩耗性にすぐれているけれども、溶接
性が悪く、このＮｉ基合金で作製したスリーブを上述の
如く鋼製パイプに溶接する際に、上記スリーブの溶接部
に溶接割れが発生することが毎々あり、そのため歩留り
が低下するという問題点があった。さらに使用された通
電ロールは、肉盛り溶接により補修するが、上記溶接補
修に際しても割れが発生するという問題点もあった。

〔課題を解決するための手段〕

そこで、本発明者等は、耐食性および耐摩耗性に優れ、
かつ溶接に際して溶接割れが発生することのない通電ロ
ール用Ｎｉ基合金を開発すべく研究を行った結果、重量
％で（以下、％は重量％を示す）、Ｃ：０．１〜１％、Ｃｒ　：　２０〜２７％、Ｍｏ：１３〜１５％、Ｗ　：７〜２０％、を含有し、さらに（ａ）　　Ｆｃ　　：　１〜９％、（ｂ）ＴＩ　、Ｚｒ、Ｎｂ、ＨｆおよびＴａのうち１種
または２種以上二０．１〜３％、以上（ａ）および（１＋）のうちいずれかＩＰＩｉまた
は２種を含有し、残りがＮＩおよび不可避不純物からな
る組成を有するＮｉ基合金は、通電ロールとして十分な
耐食性を有するとともに、すぐれた耐摩耗性および溶接
性を有するという知見を得たのである。

この発明は、かかる知見にもとづいてなされたものであ
って、以下に成分組成を上記の通りに限定した理由を説
明する。

（ａ）　　ＣＣ成１分には、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ、ＴＩ　、Ｚｒ。

Ｎｂ、Ｈｆ、およびＴ１などと結合し、炭化物を形成し
、合金の硬度を高め耐摩耗性を向上させる作用があるが
、その含有量が０．１％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１％を越えると、粗大な
炭化物を形成し、溶接性が悪化することから、その含有
量を０．１〜１％と定めた。

（ｂ）　　ＣｒＣ「成分には、素地に固溶して耐食性を向上させる作用
があるほか、素地に微細に分散する金属間化合物を形成
して合金の硬さを増し、耐摩耗性を向上させる作用があ
るが、Ｃｒ：２０％未満では上記作用に所望の効果が得
られず、一方その含有量がＣｒ：２７％を越えると溶接
割れが発生することから、その含有量を２０〜２７％と
定めた。

（ｃ）　　Ｍ。

Ｍｏ成分もＣ「成分と同様に素地に固溶して耐食性を向
上させるほか、素地に微細に分散する金属間化合物を形
成して合金の硬さを増し耐摩耗性を向上させる作用があ
るが、その含有量が１３％未満では上記作用に所望の効
果が得られず、一方その含有量が１５％を越えると溶接
時に割れが発生しやすくなることから、その含有量を１
３〜１５％と定めた。

（ｄ）　　ＷＷ成分には、素地に固溶して耐食性を向上させるほか、
金属間化合物として素地に微細に分散して耐摩耗性を向
上させる作用があるが、その含有量が７％未満では十分
な耐摩耗性が得られず、−方、その含有量が２０％を越
えると溶接性が悪化することから、その含有量を７〜２
０％と定めた。

（ｅ）　　ＦｅＦｅ成分には合金コストを低減化させる作用があるが、
その含有量が１％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９％を越えると粗大な金属間化
合物を形成し、溶接割れが発生することからその含有量
を１〜９％と定めた。

（ｒ）Ｔｉ　、Ｚｒ、Ｎｂ、ＨｒおよびＴａこれらの成
分には、Ｃと炭化物を形成し、合金の硬度を高め、耐摩
耗性を向上させる作用があるほか、粒界の炭化物を粒内
に分散させ、靭性を向上させる作用があるが、その含有
量が０．１％未満では所望の効果が得られず、一方３％
を越えて含有させてもより一層の効果向上はみられない
ので、その含有量を０，１〜３％と定めた。

なお、この発明の合金は、通常の溶解法によって製造さ
れるので、脱酸、脱硫剤としてＡｇ。

Ｍｎ、Ｓｌ、ＭｇおよびＣａが使用されるが、Ａｌ、Ｍ
ｎ、ＳｆはそれぞれＯ，Ｓ％以下、Ｍｇ。

Ｃａはそれぞれ０．０５％以下の含有があっても合金特
性に何らの影響を及ぼすものではない。

〔実　施　例〕

つぎに、この発明を実施例にもとづいて具体的に説明す
る。

通常の高周波溶解炉を用い、Ａ「ガス雰囲気中でそれぞ
れ第１表に示される成分組成をもった溶湯を調整し、鋳
造して本発明Ｎｉ基合金鋳物１〜１５、比較Ｎｊ基合金
鋳物１〜５およびハステロイＣ合金鋳物をそれぞれ製造
した。

つづいて、各合金鋳物についてビッカース硬さを測定す
るとともに、下記の摩耗試験、溶接性試験、および腐食
試験を行った。

（１）　＊耗試験第１表のＮｉ基合金鋳物からなる丸棒状試験片（直径：
１０＋＊ｍＸ長さ：　１５ｈｍ）を、大気中にて相手部
材（Ｓ　Ｕ　Ｓ）に荷重：３ｋｇで押し付け、摩擦速度
：　０．２ｍ／秒で摩耗試験を２４時間行ない、上記丸
棒状試験片の重量減を測定した。なお、重量減は、上記
ハステロイＣのＮｉ基合金鋳物の重量減を１００とし、
これに対する相対割合で示した。

（２）溶接性試験第１表のＮｉ基合金鋳物からなり、たて＝５０ｍｍＸ横
：１５０ｓｌＸ厚さ：８ｍｍの寸法を有する平板試験片
を用意し、この平板試験片の長子方向中心線上に下記の
寸法を有する小穴：Ａ−Ｄをあけた。

小穴Ａ：直径：１關×深さ：１ｍｍ。

小穴Ｂ：心直径：＋ａｍＸ深さ：１ｍｍ。

小穴Ｃ：直径：３ｍｍＸ深さ：１ｍｓ。

小穴Ｄ：直径：５ＩＩ１１×深さ：３ｍｍ。

上記小穴Ａ−Ｄをあけた１シ板試験片を第１図に示す。

径の小さい小穴に肉盛り溶接するよりも径の大きい小穴
に肉盛り溶接する方が溶接補修に際して溶接割れが発生
しやすいことに注目して、上記平板試験片に設けられた
径の小さい小穴Ａから径の大きい小穴りに順次ＴＩＧ溶
接法により肉盛り溶接し、割れが生じた小穴の大きさで
溶接性の良否を評価した。

すなわち、上記平板試験片にあけられた小穴Ａから小穴
〇に順次肉盛り溶接し、小穴Ａの肉盛り溶接で割れが生じた場合をＡ１小穴Ａの
肉盛り溶接では割れはなかったが、小穴Ｂの肉盛り溶接
で初めて割れが生じた場合をＢ１小穴ＡおよびＢの肉盛
り溶接では割れが生じなかったが、小穴Ｃの肉盛り溶接
で初めて割れが生じた場合をＣ１小穴Ａ、ＢおよびＣの肉盛り溶接では割れが生じなかっ
たが、小穴りの肉盛り溶接で初めて割れが生じた場合を
Ｄｌ小穴Ａ、Ｂ、ＣおよびＤの肉盛り溶接でいずれも割れが
生じなかった場合を「割れなし」、として示した。

（３）腐食試験第１表のＮｉ基合金鋳物からなり、外径二８８ｍｍＸ内
径：４８ｖａｔｓｘ長さ：　１３７ｍ１＋の寸法を有す
るスリーブ材を作製し、これを第２図に概略説明図で示
される試験用電気メツキラインの通電ロール−のスリー
ブ材として表面に金属光沢を付与した状態で用い、３０
％Ｚｎ５Ｏ＋１．５％Ｈ２ＳＯ４水溶液からなる６０℃
±２℃に加熱のメツキ液３で満されたメツキ槽の上部に
メツキ液に浸漬して並設した２個のガイドロール２と、
メツキ槽の一方側の上方に設けたもう１個のガイドロー
ル２と、メツキ槽の他方側の上方に配置した通電ロール
−を通して鋼板６を移動させ、この間実機電気メツキラ
インにおける運転条件より厳しい条件、すなわち鋼板通
板速度：１００ｍ／ｓｉｎ、　電流密度＝４０Ａ／ｄｒ
ｄの条件で前記鋼板に電気メツキを施し、これを２２時
間行った後の前記スリーブ材の重量減をＤｌ定した。な
お、重量減は、従来Ｎｉ基合金鋳物のスリーブ材の重量
減を１００とし、これに対する相対割合で示した。また
、第２図において、４はＺｎ製消耗陽極、５はメツキ液
シールゴム板を示す。

以上、第１表に示されるＮＩＭ合金鋳物についてビッカ
ース硬さをｎ１定し、さらに上記耐摩耗試験、溶接性試
験および腐食試験を行ない、それらのｎ１定および試験
結果を第１表に示した。

なお、比較Ｎｉ基合金鋳物１〜５は、いずれも構成成分
のうちのいずれかの成分（第１表に棗印を付したもの）
の含有量がこの発明の範囲から外れた組成をもつもので
ある。

〔発明の効果〕

第１表の結果から、本発明Ｎｉ基合金鋳物１〜１５は、
比較Ｎｉ基合金鋳物１〜５よりも溶接性および溶接補修
性にすぐれ、従来から知られているハステロイＣ鋳物よ
りも耐食性および耐摩耗性が極めてすぐれていることが
わかる。

したがって、この発明のＮｉ基合金を用いて通電ロール
を作製すると優れた通電ロールを作製することができ、
上記通電ロール作製工程において溶接割れによる不良品
発生は皆無であるから、通電ロール作製過程における歩
留りは大幅に向上し、さらに、使用された通電ロールの
溶接による補修も簡単に行なうことができる等の効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、溶接性試験用平板試験片に小穴Ａ〜Ｄを設け
た状態を示す斜視図、第２図は試験用電気メツキラインを示す概略説明図であ
る。１・・・通電ロール、　　　　　２・・・ガイドロール
、３・・・メツキ板、　　　　　４・・・消耗陽極、５
・・・メツキ液シールゴム板、６・・・鋼　板。

Claims

【特許請求の範囲】１、Ｃ：０．１〜１％、Ｃｒ：２０〜２７％、Ｍｏ：１３〜１５％、Ｗ：７〜２０％、を含有し、残りがＮｉと不可避不純物からなる組成（以
上重量％）を有することを特徴とする溶接性にすぐれた
通電ロール用Ｎｉ基合金。２、Ｃ：０．１〜１％、Ｃｒ：２０〜２７％、Ｍｏ：１３〜１５％、Ｗ：７〜２０％、を含有し、さらに、Ｆｅ：１〜９％、を含有し、残りがＮｉと不可避不純物からなる組成（以
上重量％）を有することを特徴とする溶接性にすぐれた
通電ロール用Ｎｉ基合金。３、Ｃ：０．１〜１％、Ｃｒ：２０〜２７％、Ｍｏ：１３〜１５％、Ｗ：７〜２０％、を含有し、さらに、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、ＨｆおよびＴａのうち１種または２
種以上：０．１〜３％を含有し、残りがＮｉと不可避不純物からなる組成（以
上重量％）を有することを特徴とする溶接性にすぐれた
通電ロール用Ｎｉ基合金。４、Ｃ：０．１〜１％、Ｃｒ：２０〜２７％、Ｍｏ：１３〜１５％、Ｗ：７〜２０％、を含有し、さらに、Ｆｅ：１〜９％、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、ＨｆおよびＴａのうち１種または２
種以上：０．１〜３％を含有し、残りがＮｉと不可避不純物からなることを特
徴とする溶接性にすぐれた通電ロール用Ｎｉ基合金。