JPH02274843A - 潤滑皮膜密着性のすぐれた省資源型鉄基超耐熱合金 - Google Patents
潤滑皮膜密着性のすぐれた省資源型鉄基超耐熱合金Info
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- JPH02274843A JPH02274843A JP9448989A JP9448989A JPH02274843A JP H02274843 A JPH02274843 A JP H02274843A JP 9448989 A JP9448989 A JP 9448989A JP 9448989 A JP9448989 A JP 9448989A JP H02274843 A JPH02274843 A JP H02274843A
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Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
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。
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〕
本発明は、主として高温で使用されるボルト等に用いら
れる省資源型のＴ′析出強化型鉄基超耐熱合金に関する
ものである。
れる省資源型のＴ′析出強化型鉄基超耐熱合金に関する
ものである。
６００℃付近の高温で使用されるボルト用の素材として
はＡ ２８６ （ＪＩＳ ５ＵＨ６６０） １７）名で
知うレるＴ′析出強化型鉄基超耐熱合金（以下Ａ２８６
と記す）が通常用いられている。Ａ２８６は、この型の
合金に特有な高い常温および高温強度と良好な延性をも
つ一方、この型の合金の中では最も安価であるところか
ら近年高温ボルトのみでなくますます広範囲の用途に応
用されるようになった。
はＡ ２８６ （ＪＩＳ ５ＵＨ６６０） １７）名で
知うレるＴ′析出強化型鉄基超耐熱合金（以下Ａ２８６
と記す）が通常用いられている。Ａ２８６は、この型の
合金に特有な高い常温および高温強度と良好な延性をも
つ一方、この型の合金の中では最も安価であるところか
ら近年高温ボルトのみでなくますます広範囲の用途に応
用されるようになった。
それにともないＡ２８６でもまだ価格的に満足できず、
同等の性質を有し、さらに安価な合金に対する要求がま
すます高まってきた。
同等の性質を有し、さらに安価な合金に対する要求がま
すます高まってきた。
本発明者はこのような要求にこたえるために、合金元素
の含有量に徹底的な再検討を加え、従来クリープ破断延
性を付与するために必要不可欠とされていた■およびＭ
ｏはその他の元素のバランスを適正化することによって
省略可能であることを見出し、さらにＮｌの量を特性を
劣化させない範囲で極限まで低下させることにより、Ａ
２８６に比べて特性は同等以上でありながらはるかに安
価な省資源型の合金を提案（特公平１−８６９７号に記
載）してきた。
の含有量に徹底的な再検討を加え、従来クリープ破断延
性を付与するために必要不可欠とされていた■およびＭ
ｏはその他の元素のバランスを適正化することによって
省略可能であることを見出し、さらにＮｌの量を特性を
劣化させない範囲で極限まで低下させることにより、Ａ
２８６に比べて特性は同等以上でありながらはるかに安
価な省資源型の合金を提案（特公平１−８６９７号に記
載）してきた。
従来合金Ａ２８６の成分範囲はＪＩＳ規格によれば、Ｃ
０，０８％以下、Ｓｉ１．００％以下、Ｍｎ２．０％以
下、Ｐｏ、０４０％以下、３０．０３０％以下。
０，０８％以下、Ｓｉ１．００％以下、Ｍｎ２．０％以
下、Ｐｏ、０４０％以下、３０．０３０％以下。
Ｎｉ２４．００〜２７．００％５． Ｃｒｌ ３．５
０〜１６．００％、 Ｍｏ１．００〜１．５０％、Ｖ
ｏ、１０〜０．５０％。
０〜１６．００％、 Ｍｏ１．００〜１．５０％、Ｖ
ｏ、１０〜０．５０％。
Ａｆｆｉｘ、３５％以下、Ｔｉ１．９０〜２．３５％、
８０．００１〜０．０１０％、残部Ｆｅと規定されてい
る。
８０．００１〜０．０１０％、残部Ｆｅと規定されてい
る。
一方、特公平１−８６９７号に記載の合金は、Ｃ０８１
％以下、Ｓｉ０．５％以下、Ｍｎ２．０％以下、Ｎｉ１
７．０〜２０．０％、 Ｃｒｌ ３．０〜１５．０％、
Ａ１１．２０〜０．４０％、Ｔｉ２．００〜３．００％
、さらにＢ ０．０２％以下および／またはＺｒ０．２
％以下、残部Ｐｅよりなり、従来合金Ａ２８６に比べて
高価なＭｏおよび■を含まず、かつＮｉが約７％低いこ
とから大巾な省資源化が達成されたものである。
％以下、Ｓｉ０．５％以下、Ｍｎ２．０％以下、Ｎｉ１
７．０〜２０．０％、 Ｃｒｌ ３．０〜１５．０％、
Ａ１１．２０〜０．４０％、Ｔｉ２．００〜３．００％
、さらにＢ ０．０２％以下および／またはＺｒ０．２
％以下、残部Ｐｅよりなり、従来合金Ａ２８６に比べて
高価なＭｏおよび■を含まず、かつＮｉが約７％低いこ
とから大巾な省資源化が達成されたものである。
しかしながら、特公平１−８６９７号に記載の合金を高
温ボルト用素材に製造する場合、次のような問題点が明
らかになってきた。すなわち、ボルトに成形する場合は
素材に潤滑皮膜を施す必要があり、これは通常素材の冷
間加工プロセス中にシュウ酸を主体とする皮膜を密着さ
せることにより行なわれる。ここで、特公平１−８６９
７号に記載の合金はこの潤滑皮膜密着性が不十分である
ということが判明してきた。
温ボルト用素材に製造する場合、次のような問題点が明
らかになってきた。すなわち、ボルトに成形する場合は
素材に潤滑皮膜を施す必要があり、これは通常素材の冷
間加工プロセス中にシュウ酸を主体とする皮膜を密着さ
せることにより行なわれる。ここで、特公平１−８６９
７号に記載の合金はこの潤滑皮膜密着性が不十分である
ということが判明してきた。
本発明の目的はＡ２８６に比較して、特性は同等以上で
ありながら安価な省資源型の合金で、さらに前記、特公
平１−８６９７号に比べて著しく潤滑皮膜密着性のすぐ
れた合金を提供することにある。
ありながら安価な省資源型の合金で、さらに前記、特公
平１−８６９７号に比べて著しく潤滑皮膜密着性のすぐ
れた合金を提供することにある。
発明者らは上述の諸問題に鑑み種々検討を重ねた結果、
特公平１−８６９７号記載の合金に少量のＭ。
特公平１−８６９７号記載の合金に少量のＭ。
を添加するだけで潤滑皮膜の密着性が著しく改善され、
しかも従来合金のＡ２８６（例えばＪＩＳ規格範囲）の
元素含有量に比較して、■の添加を必要とせず、さらに
、Ｎｉが約２５〜３０％、Ｍｏが約５０％それぞれ減量
できることを知見したものである。
しかも従来合金のＡ２８６（例えばＪＩＳ規格範囲）の
元素含有量に比較して、■の添加を必要とせず、さらに
、Ｎｉが約２５〜３０％、Ｍｏが約５０％それぞれ減量
できることを知見したものである。
すなわち、本発明は、重量％にて、Ｃ０，１％以下、Ｓ
ｉ０．５％以下、Ｍｎ２．０％以下、Ｎ１１７．０〜２
０．０％、Ｃｒ １３．０〜１５．０％、Ａ ｆ ０．
２〜０．４％、Ｔｉ２．Ｏ０〜３．００％、Ｍｏ １．
０％以下、および８０、０２％以下、Ｚｒ０．２０％以
下の１種または２種を含有し、残部Ｆｅおよび不純物か
らなる潤滑皮膜密着性のすぐれた省資源型鉄基超耐熱合
金である。
ｉ０．５％以下、Ｍｎ２．０％以下、Ｎ１１７．０〜２
０．０％、Ｃｒ １３．０〜１５．０％、Ａ ｆ ０．
２〜０．４％、Ｔｉ２．Ｏ０〜３．００％、Ｍｏ １．
０％以下、および８０、０２％以下、Ｚｒ０．２０％以
下の１種または２種を含有し、残部Ｆｅおよび不純物か
らなる潤滑皮膜密着性のすぐれた省資源型鉄基超耐熱合
金である。
以下に本発明合金の成分限定理由について述べる。
ＣはＴｉと結びついてＴＩＣを生成し、オーステナイト
結晶粒の粗大化を防ぐので若干量は必要であるが、０．
１％を超えるＣはＴＩＣの過度の生成により合金の析出
強化能を低下させるので、Ｃは０．１％以下とする。
結晶粒の粗大化を防ぐので若干量は必要であるが、０．
１％を超えるＣはＴＩＣの過度の生成により合金の析出
強化能を低下させるので、Ｃは０．１％以下とする。
Ｓｉは脱酸剤として０．５％以下まで合金中に含まれる
ことが許容されるが、０．５％より多いＳｔは有害な金
属間化合物をつくりやすいので０．５％以下とする。
ことが許容されるが、０．５％より多いＳｔは有害な金
属間化合物をつくりやすいので０．５％以下とする。
Ｍｎは脱酸剤として２．０％まで合金中に含まれること
が許容されるが、２．０％より多いＭｎはオーステナイ
ト組織を不安定にするので２．０％以下に限定する。
が許容されるが、２．０％より多いＭｎはオーステナイ
ト組織を不安定にするので２．０％以下に限定する。
Ｎｉは合金の母相を安定なオーステナイト組織にするた
めに不可欠な元素であり、また／１．Ｔｉと結び、つく
ことによりＮｉ１（Ａｌ、Ｔｉ）で表わされる通常Ｔ′
と呼ばれる金属間化合物を生成し合金の析出強化に寄与
する重要な元素である。しかしＮｉは１７％未満ではオ
ーステナイト組織を不安定にするので好ましくないが、
オーステナイト組織を安定にしまた所要の強度を得るた
めには２０％以下で十分である。２０％を超えるＮｉは
本発明の目的である合金量の低減という観点から好まし
くない、それゆえ、Ｎｉは１７．０％〜２０．０％に限
定する。
めに不可欠な元素であり、また／１．Ｔｉと結び、つく
ことによりＮｉ１（Ａｌ、Ｔｉ）で表わされる通常Ｔ′
と呼ばれる金属間化合物を生成し合金の析出強化に寄与
する重要な元素である。しかしＮｉは１７％未満ではオ
ーステナイト組織を不安定にするので好ましくないが、
オーステナイト組織を安定にしまた所要の強度を得るた
めには２０％以下で十分である。２０％を超えるＮｉは
本発明の目的である合金量の低減という観点から好まし
くない、それゆえ、Ｎｉは１７．０％〜２０．０％に限
定する。
Ｃｒは本発明合金においては耐食耐酸化性を付与すると
同時にオーステナイト組織を安定化させるために不可欠
の元素であり、最低１３．０％を必要とするが、１５，
０％を超えるＣｒは逆にオーステナイト組織を不安定に
するので１３．０〜１５．０％に限定する。
同時にオーステナイト組織を安定化させるために不可欠
の元素であり、最低１３．０％を必要とするが、１５，
０％を超えるＣｒは逆にオーステナイト組織を不安定に
するので１３．０〜１５．０％に限定する。
Ａ２は本発明合金においてはγ′相を安定化させる作用
があり最低０．２０％必要であるが、０．４０％を超え
るとオーステナイト組織が不安定になるので０．２０〜
０．４０％に限定する。
があり最低０．２０％必要であるが、０．４０％を超え
るとオーステナイト組織が不安定になるので０．２０〜
０．４０％に限定する。
Ｔｉは本発明合金においてはＴ′相を形成し、合金を析
出強化させるための基本元素であり、最低２．００％は
必要であるが、３．００％を超える↑ｌはオーステナイ
ト組織を不安定化させるので２．００〜３．００％に限
定する。
出強化させるための基本元素であり、最低２．００％は
必要であるが、３．００％を超える↑ｌはオーステナイ
ト組織を不安定化させるので２．００〜３．００％に限
定する。
ＢおよびＺｒは粒界を強化し、合金の高温における延性
を高める作用があるので若干量は必要であるが、過度に
多量に添加すると低融点の共晶を生成し熱間加工性を劣
化させるので、それぞれ０．０２％以下および０．２０
％以下に限定する。
を高める作用があるので若干量は必要であるが、過度に
多量に添加すると低融点の共晶を生成し熱間加工性を劣
化させるので、それぞれ０．０２％以下および０．２０
％以下に限定する。
Ｍｏは前述のようにシュウ酸皮膜の密着性を改善するう
えで極めて重要な元素である。シュウ酸皮膜処理におい
てＭｏがどのような作用をおよぼすのか明らかではない
が、おそらく基地中に固溶したＭｏが素材表面とシェラ
酸との化学反応を促進させる効果があるものと考えられ
る０ＭＯが１％を超えるとオーステナイト組織を不安定
にするので１％以下に限定する。
えで極めて重要な元素である。シュウ酸皮膜処理におい
てＭｏがどのような作用をおよぼすのか明らかではない
が、おそらく基地中に固溶したＭｏが素材表面とシェラ
酸との化学反応を促進させる効果があるものと考えられ
る０ＭＯが１％を超えるとオーステナイト組織を不安定
にするので１％以下に限定する。
本発明合金、従来合金（特公平１−８６９７号記載の合
金）および比較合金（Ａ２８６）の３合金について、真
空中でインゴットを溶製後、熱間圧延および冷間引抜に
より直径７〜１０ａｍ＋のコイルを作製した。これに固
溶化熱処理（９８０°Ｃで１時間加熱後水冷）を行なっ
た後、潤滑皮膜処理を施し、皮膜密着性を調べた。さら
にその後４％の冷間加工を行なって耐熱ボルト用素材に
作製した後、時効処理（７３０℃で１６時間加熱後空冷
）を行なって機械的性質を評価した。
金）および比較合金（Ａ２８６）の３合金について、真
空中でインゴットを溶製後、熱間圧延および冷間引抜に
より直径７〜１０ａｍ＋のコイルを作製した。これに固
溶化熱処理（９８０°Ｃで１時間加熱後水冷）を行なっ
た後、潤滑皮膜処理を施し、皮膜密着性を調べた。さら
にその後４％の冷間加工を行なって耐熱ボルト用素材に
作製した後、時効処理（７３０℃で１６時間加熱後空冷
）を行なって機械的性質を評価した。
第１表に用いた試料の化学成分を示す。
第２表に潤滑皮膜の密着性および皮膜重量を評価した結
果を示す。潤滑皮膜密着性は、試料を９０°曲げた後に
潤滑皮膜をへらでこすり、皮膜が剥離するかどうかで評
価した。従来合金（特公平１−８６９７号記載の合金）
は、Ｍｏ無添加であるため、皮膜密着性が十分でなく、
また皮膜重量も安定していない。一方、本発明合金は皮
膜密着性、皮膜重量とも良好で、比較合金（Ａ２８６）
とほぼ同等である。
果を示す。潤滑皮膜密着性は、試料を９０°曲げた後に
潤滑皮膜をへらでこすり、皮膜が剥離するかどうかで評
価した。従来合金（特公平１−８６９７号記載の合金）
は、Ｍｏ無添加であるため、皮膜密着性が十分でなく、
また皮膜重量も安定していない。一方、本発明合金は皮
膜密着性、皮膜重量とも良好で、比較合金（Ａ２８６）
とほぼ同等である。
第２表 潤滑皮膜の密着性
第３表は第１表の本発明合金のうちＮα２と従来合金（
Ｎα５）および比較合金（Ｎα６）について各温度にお
ける引張特性およびかたさを、第４表は温度６５０ ’
Ｃ１応力５０ｋｇｆ ７ｍｍ”におけるクリープ破断特
性をそれぞれ比較したものである。本発明合金は従来合
金および比較合金（Ａ２８６）とほぼ同等の引張特性お
よびクリープ破断特性を有している。
Ｎα５）および比較合金（Ｎα６）について各温度にお
ける引張特性およびかたさを、第４表は温度６５０ ’
Ｃ１応力５０ｋｇｆ ７ｍｍ”におけるクリープ破断特
性をそれぞれ比較したものである。本発明合金は従来合
金および比較合金（Ａ２８６）とほぼ同等の引張特性お
よびクリープ破断特性を有している。
第４表
〔発明の効果〕
本発明合金は、高温ボルト用素材として従来用いられて
いたＡ２８６合金より添加合金量を低減したにもかかわ
らず、Ａ２８６合金と同等の機械的特徴を有し、かつ潤
滑皮膜密着性にすぐれているので、Ａ２８６合金の代替
材として用いることができコストの低減に大きく寄与す
るものである。
いたＡ２８６合金より添加合金量を低減したにもかかわ
らず、Ａ２８６合金と同等の機械的特徴を有し、かつ潤
滑皮膜密着性にすぐれているので、Ａ２８６合金の代替
材として用いることができコストの低減に大きく寄与す
るものである。
Claims (1)
- 重量％にて、Ｃ０．１％以下、Ｓｉ０．５％以下、Ｍｎ
２．０％以下、Ｎｉ１７．０〜２０．０％、Ｃｒ１３．
０〜１５．０％、Ａｌ０．２０〜０．４０％、Ｔｉ２．
００〜３．００％、Ｍｏ１．００％以下、およびＢ０．
０２％以下、Ｚｒ０．２０％以下の１種または２種を含
有し、残部Ｆｅおよび不純物からなる潤滑皮膜密着性の
すぐれた省資源型鉄基超耐熱合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9448989A JPH02274843A (ja) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | 潤滑皮膜密着性のすぐれた省資源型鉄基超耐熱合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9448989A JPH02274843A (ja) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | 潤滑皮膜密着性のすぐれた省資源型鉄基超耐熱合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02274843A true JPH02274843A (ja) | 1990-11-09 |
Family
ID=14111711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9448989A Pending JPH02274843A (ja) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | 潤滑皮膜密着性のすぐれた省資源型鉄基超耐熱合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02274843A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9145600B2 (en) | 2011-03-21 | 2015-09-29 | Daido Steel Co., Ltd. | Precipitation hardened heat-resistant steel |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5285915A (en) * | 1976-01-10 | 1977-07-16 | Daido Steel Co Ltd | Precipitation hardening austenitic heat resistance steel |
| JPS6046353A (ja) * | 1983-08-22 | 1985-03-13 | Daido Steel Co Ltd | 耐熱鋼 |
| JPS60221556A (ja) * | 1984-04-11 | 1985-11-06 | Hitachi Metals Ltd | 省資源型鉄基超耐熱合金 |
| JPS6425919A (en) * | 1987-07-21 | 1989-01-27 | Hitachi Metals Ltd | Production of material for high temperature bolt |
| JPH02270940A (ja) * | 1989-04-13 | 1990-11-06 | Hitachi Metals Ltd | 高温ボルト用合金およびその製造方法 |
-
1989
- 1989-04-14 JP JP9448989A patent/JPH02274843A/ja active Pending
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