JPH06264169A - High-temperature resisting and corrosion resisting ni-cr alloy - Google Patents

High-temperature resisting and corrosion resisting ni-cr alloy

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Publication number
JPH06264169A
JPH06264169A JP5309114A JP30911493A JPH06264169A JP H06264169 A JPH06264169 A JP H06264169A JP 5309114 A JP5309114 A JP 5309114A JP 30911493 A JP30911493 A JP 30911493A JP H06264169 A JPH06264169 A JP H06264169A
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JP
Japan
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alloy
alloy according
magnesium
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Application number
JP5309114A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ian Christopher Elliott
イアン、クリストファー、エリオット
Wai-Yan Chan
ワイ‐ヤン、チャン
Norman Charles Farr
ノーマン、チャールズ、ファー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Inco Alloys Ltd
Original Assignee
Inco Alloys Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C19/00Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium

Abstract

PURPOSE: To produce an Ni-Cr-Fe alloy excellent in heat resistance and corrosion resistance by formulating specific Percentages of Ni, Cr, Al, Y, Ti, C, Si, Mn, Mg, Ca, Ce, B, Zr, N, Co, and Fe.
CONSTITUTION: An Ni-Cr-Fe alloy, having a composition consisting essentially of, by weight, 55-65% Ni, 19-25% Cr, 1-4.5% Al, 0.045-6.3% Y, 0.15-1% Ti, 0.005-0.5% C, 0.1-1.5% Si, ≤1% Mn, 0.005%, in total, of at least one element selected from Ma, Ca, and Ce, <0.5%, in total of Mg and Ca, <1% Ce, 0.0001-0.1% B. ≤0.5% Zr, 0.0001-0.2% N, ≤10% Co, and the balance Fe with incidental impurities, is prepared. By this method, the Ni-Cr-Fe alloy improved in oxidation resistance at about 1,200°C can be obtained.
COPYRIGHT: (C)1994,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、Ni−Cr−Fe合金
に関するものであって、特に高温(1200℃)用途に
使用する合金に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to Ni-Cr-Fe alloys, and more particularly to alloys for use in high temperature (1200 ° C) applications.

【0002】[0002]

【従来の技術】インコネル合金601の様なNi−Cr
−Fe合金は、耐熱性および耐腐食性を必要とする一般
的なエンジニヤリング用途に伝統的に使用されている
(インコネルは、インコ社グループの登録商標であ
る)。さらに、インコネル601は、熱サイクル疲労に
対する優れた耐性と共に耐高温酸化性を有する。インコ
ネル合金601は、熱加工装置、化学処理用途、石油化
学用途、汚染防止用途およびタービンエンジン部品に商
業的に使用されている。
2. Description of the Related Art Ni-Cr such as Inconel alloy 601
-Fe alloys have traditionally been used for general engineering applications requiring heat and corrosion resistance (Inconel is a registered trademark of the Inco Group). Further, Inconel 601 has high temperature oxidation resistance as well as excellent resistance to thermal cycle fatigue. Inconel alloy 601 is commercially used in thermal processing equipment, chemical processing applications, petrochemical applications, pollution control applications and turbine engine components.

【0003】インコネル合金601は、セラミックタイ
ルの焼成に使用される高温キルン用のローラー合金とし
て広く使用されている。セラミック焼成用の高温キルン
では、ローラーは一般的に1000℃〜1165℃の高
温における酸化条件にさらされが、この様な高温では、
ローラー合金は徐々に酸化されるために次第に劣化する
傾向がある。約1200℃まで昇温すると、酸化速度お
よびスポーリング速度は許容できない位に増加する。
Inconel alloy 601 is widely used as a roller alloy for high temperature kilns used for firing ceramic tiles. In high temperature kilns for firing ceramics, the rollers are generally exposed to oxidizing conditions at elevated temperatures from 1000 ° C to 1165 ° C, but at such high temperatures,
Roller alloys tend to gradually deteriorate as they are gradually oxidized. Increasing the temperature to about 1200 ° C unacceptably increases the oxidation and spalling rates.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、1200℃
における耐酸化性を改良したNi−Cr−Fe合金を提
供することを目的としている。
The present invention is 1200 ° C.
The purpose of the present invention is to provide a Ni-Cr-Fe alloy with improved oxidation resistance.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、重量%で、ニ
ッケル55〜65%、クロム19〜25%、アルミニウ
ム1〜4.5%、イットリウム0.045〜0.3%、
チタン0.15〜1%、炭素0.005〜0.5%、ケ
イ素0.1〜1.5%、マンガン0〜1%、マグネシウ
ム、カルシウムおよび/またはセリウムの合計が少なく
とも0.005%、マグネシウムおよび/またはカルシ
ウムの合計が0.5%未満、セリウム1%未満、ホウ素
0.0001〜0.1%、ジルコニウム0.5%以下、
窒素0.0001〜0.1%、コバルト10%以下およ
び残りが鉄および付随不純物からなる耐熱および耐腐食
性合金である。
According to the present invention, in weight%, nickel 55-65%, chromium 19-25%, aluminum 1-4.5%, yttrium 0.045-0.3%,
Titanium 0.15 to 1%, carbon 0.005 to 0.5%, silicon 0.1 to 1.5%, manganese 0 to 1%, total of magnesium, calcium and / or cerium is at least 0.005%, The total of magnesium and / or calcium is less than 0.5%, cerium is less than 1%, boron is 0.0001 to 0.1%, zirconium is 0.5% or less,
A heat-resistant and corrosion-resistant alloy composed of 0.0001 to 0.1% nitrogen, 10% or less cobalt and the balance iron and associated impurities.

【0006】本発明は、耐高温繰り返し酸化性を改良し
たNi−Cr−Fe合金を提供する。クロム、イットリ
ウム、ケイ素およびアルミニウムの組合わせを含むニッ
ケル系合金は、1200℃における耐酸化性が著しく改
良されることが分かっている。1200℃の温度は、無
鉛フリットを焼成するためのキルンに特に有用である。
The present invention provides a Ni-Cr-Fe alloy having improved high temperature cyclic oxidation resistance. Nickel-based alloys containing a combination of chromium, yttrium, silicon and aluminum have been found to have significantly improved oxidation resistance at 1200 ° C. A temperature of 1200 ° C. is particularly useful in kilns for firing lead-free frits.

【0007】合計6種類の試験用Ni−Cr−Fe合金
を10kgインゴットに鋳造した。インゴット7は、市販
の合金原料から鋳造した。供試合金の化学組成を、表1
に重量%で示す。(本明細書における組成は、他に指示
がない限りすべて重量%で示す。)
A total of six test Ni-Cr-Fe alloys were cast into 10 kg ingots. The ingot 7 was cast from a commercially available alloy raw material. The chemical composition of the match money is shown in Table 1.
In% by weight. (All compositions herein are in weight percent unless otherwise specified.)

【0008】[0008]

【表1】 [Table 1]

【0009】インゴット番号1〜6は、試験用合金であ
り、インゴット番号7は市販のインコネル合金601の
合金である。これらのインゴットを機械加工し、平滑に
し、1140℃で50.8mm丸棒に鍛造した。丸棒は1
175℃で30分間焼きなましした。鍛造棒から寸法約
15mmx20mmx3mmの板に機械加工して試験片を調製
した。試験片をジグに取り付けるために、板に3mm直径
の孔を開けた。酸化試験片は、すべて炭化ケイ素紙で2
40グレード仕上げに研磨した。試料の大きさを記録し
た後、すべての試験片を脱脂し、高温空気中で乾燥させ
た。試験片を1200℃の空気炉中で168時間加熱
し、次いで20分間冷却する繰り返し酸化試験を行っ
た。繰り返し酸化試験の結果を、表2に示す。
Ingot numbers 1 to 6 are test alloys, and ingot number 7 is a commercially available Inconel alloy 601 alloy. These ingots were machined, smoothed and forged into 50.8 mm round bars at 1140 ° C. Round bar is 1
Annealed at 175 ° C for 30 minutes. A test piece was prepared by machining from a forged rod into a plate having dimensions of about 15 mm × 20 mm × 3 mm. A 3 mm diameter hole was drilled in the plate for mounting the test piece to the jig. All oxidation test pieces are silicon carbide paper 2
Polished to 40 grade finish. After recording the sample size, all specimens were degreased and dried in hot air. The test pieces were heated in a 1200 ° C. air oven for 168 hours and then cooled for 20 minutes to perform a repeated oxidation test. The results of the repeated oxidation test are shown in Table 2.

【0010】[0010]

【表2】 [Table 2]

【0011】上記の試料番号は、表1のインゴット番号
に対応する。上記の高温実験から、インゴット4の組成
が1200℃における耐酸化性が最も優れていることが
分かった。スケールの一体性(scale integrity) は、チ
タンの量が減少するにつれて増加することが分かった。
また、合金/スケール界面におけるイットリウム濃度の
高い相がスケールの付着を増加させることが分った。こ
れは合金の酸化機構を変化させ、耐酸化性を改良する効
果があるものと考えられる。イットリウムの高い試料番
号4は、密に付着したスケール層が内部酸化を防止する
効果的なバリヤーを与えることが分かった。さらに、試
料4のアルミニウム含有量が高いことも、酸化物スケー
ルの高温安定性に寄与しているものと考えられる。
The above sample numbers correspond to the ingot numbers in Table 1. From the above high temperature experiment, it was found that the composition of the ingot 4 has the best oxidation resistance at 1200 ° C. It has been found that scale integrity increases as the amount of titanium decreases.
It has also been found that a yttrium-rich phase at the alloy / scale interface increases scale adhesion. This is considered to have the effect of changing the oxidation mechanism of the alloy and improving the oxidation resistance. It was found that sample number 4, high in yttrium, provided a tightly adhered scale layer to provide an effective barrier to prevent internal oxidation. Furthermore, it is considered that the high aluminum content of Sample 4 also contributes to the high temperature stability of the oxide scale.

【0012】上記の結果から、表3に示す組成範囲を有
する市販のNi−Cr−Fe合金(合金A)を製造し
た。
From the above results, a commercially available Ni-Cr-Fe alloy (alloy A) having a composition range shown in Table 3 was manufactured.

【0013】[0013]

【表3】 [Table 3]

【0014】合金Aの発明により、高温(1200℃)
の耐酸化性を改良したNi−Cr−Fe−Al合金が得
られた。クロム、イットリウム、ケイ素およびアルミニ
ウムの組合わせにより、耐酸化性が著しく改良されるこ
とが分かった。改良Ni−Cr−Fe−Al合金は、市
販のインコネル合金601と比較して高温延性が僅かに
低下しているだけであった。合金Aの最適な組成範囲を
確認するために、一連の試験合金を製造し、分析した。
According to the invention of alloy A, high temperature (1200 ° C.)
A Ni-Cr-Fe-Al alloy having improved oxidation resistance was obtained. It has been found that the combination of chromium, yttrium, silicon and aluminum significantly improves the oxidation resistance. The improved Ni-Cr-Fe-Al alloy had only a slight reduction in hot ductility compared to the commercially available Inconel alloy 601. A series of test alloys were prepared and analyzed to identify the optimum compositional range for Alloy A.

【0015】[0015]

【実施例】以下に、本発明を実施例に基いて説明する。
表4に示す組成を有する最初の系列の試験合金を製造し
た。各12.5kg鋳造インゴットを機械加工し、平滑に
し、続いて約1150℃で15mm厚のスラブに鍛造し
た。次いで、各スラブを約1150℃で段階的に熱間圧
延して4mm厚の高温帯を製造した。各試料を最終的に1
177℃で30分間焼鈍し、室温に空気冷却した。酸化
試験の前に、表1の試料と同様に、試料を炭化ケイ素紙
で240グレード仕上げに研磨した。最初の一連の繰り
返し酸化試験において、表4に示す合金を、20分間の
加熱と空気中10分間の冷却を繰り返す熱サイクルにか
けた。得られた重量変化を、表5に示す。
EXAMPLES The present invention will be described below based on examples.
A first series of test alloys having the compositions shown in Table 4 were produced. Each 12.5 kg cast ingot was machined, smoothed and subsequently forged at about 1150 ° C. into a 15 mm thick slab. Each slab was then hot rolled stepwise at about 1150 ° C. to produce a 4 mm thick hot strip. 1 for each sample
It was annealed at 177 ° C. for 30 minutes and air cooled to room temperature. Prior to the oxidation test, the samples were polished with silicon carbide paper to a 240 grade finish, similar to the samples in Table 1. In a first series of repeated oxidation tests, the alloys shown in Table 4 were subjected to a thermal cycle of heating for 20 minutes and cooling for 10 minutes in air. Table 5 shows the obtained weight changes.

【0016】[0016]

【表4】 [Table 4]

【0017】[0017]

【表5】 [Table 5]

【0018】表5に示す実施例は、平均して1100℃
における合金601よりやや劣る。しかし、本発明合金
は、1200℃における繰り返し酸化である程度の改良
が見られる。試験前に少なくとも1100℃の温度にお
ける初期酸化処理により安定した酸化物が形成されれ
ば、表5の結果は改良されると考えられる。次いで、表
4の合金を高温空気に1週間さらし、続いて20分間室
温空気冷却した。1週間サイクル試験の結果を、表6に
示す。
The examples shown in Table 5 are 1100 ° C. on average.
A little inferior to alloy 601 in. However, the alloys of the present invention show some improvement upon repeated oxidation at 1200 ° C. It is believed that the results in Table 5 are improved if a stable oxide is formed by an initial oxidation treatment at a temperature of at least 1100 ° C. prior to testing. The alloys of Table 4 were then exposed to hot air for 1 week, followed by room temperature air cooling for 20 minutes. The results of the 1-week cycle test are shown in Table 6.

【0019】[0019]

【表6】 [Table 6]

【0020】1050℃の温度で、本発明の合金は長期
間のサイクル試験で混合効果を示している。しかし、1
165℃および1200℃では、耐酸化性は著しく向上
している。図1および図2はこの改良を示している。本
発明の合金は、最初は合金601よりも高率で酸化す
る。この合金よりも有利な点は、最初の高温にさらした
週の後/間に達成された定常的な低酸化率である。最適
な結果を得るには、使用する前に合金を、安定した付着
酸化物が形成されるのに十分な時間、少なくとも110
0℃の温度に保持すべきである。酸化浸透も本発明の合
金および合金601について試験した。酸化浸透試験の
結果を、表7に示す。
At a temperature of 1050 ° C., the alloys of the invention show a mixing effect in long-term cycle tests. But 1
At 165 ° C and 1200 ° C, the oxidation resistance is remarkably improved. 1 and 2 show this improvement. The alloy of the present invention initially oxidizes at a higher rate than alloy 601. The advantage over this alloy is the steady low oxidation rate achieved after / during the first week of high temperature exposure. For optimal results, the alloy should be treated for at least 110 hours before use to give a stable deposited oxide.
It should be kept at a temperature of 0 ° C. Oxidative infiltration was also tested on alloys of the invention and alloy 601. The results of the oxidative penetration test are shown in Table 7.

【0021】[0021]

【表7】 [Table 7]

【0022】表7のデータは、本発明の合金の酸化物浸
透に対する良好な耐性を示している。上記の試験から、
本発明の合金の範囲を限定するために、表8に示す範囲
を決定した。
The data in Table 7 show the good resistance of the alloys of the invention to oxide penetration. From the above test,
In order to limit the scope of the alloys of the present invention, the ranges shown in Table 8 were determined.

【0023】[0023]

【表8】 [Table 8]

【0024】次に、合金等の機能と組成範囲について説
明する。ニッケルは、55〜65%の量で合金に加工
性、組立て性および一般的な耐酸化性を与える。クロム
は、19〜25%の量で耐酸化性を与える。耐酸化性は
クロム19%未満では不十分である。クロムの量が25
%を超えると、有害なクロム相が生じることがある。最
初の試験で、20%を超えるクロムの効果は中性で、耐
酸化性の付与には貢献しないことが分かった。
Next, the function and composition range of alloys and the like will be described. Nickel, in an amount of 55-65%, gives the alloy processability, assemblability and general oxidation resistance. Chromium provides oxidation resistance in an amount of 19-25%. The oxidation resistance is insufficient if the chromium content is less than 19%. The amount of chromium is 25
If it exceeds%, a harmful chromium phase may be formed. Initial tests have shown that the effect of chromium above 20% is neutral and does not contribute to imparting oxidation resistance.

【0025】アルミニウムは、酸化特性には有益であ
り、アルミニウムの増加は酸化物スケールの付着に寄与
すると考えられる。少なくとも1%、最も好ましくは少
なくとも2.7%のアルミニウムにより、高温耐酸化性
が得られる。有害な高温加工性効果を抑えるために、ア
ルミニウムは4.5%、好ましくは3.5%に制限す
る。イットリウムは、少なくとも0.045%、好まし
くは少なくとも0.05%の量で酸化物を安定化させる
のに役立つ。試験した試料中に、イットリアは光学顕微
鏡で容易に観察できなかった。0.3%を超える過剰の
イットリウムは、加工性および溶接特性に悪影響を与え
ると考えられる。イットリウムは、0.07%までに制
限するのが最も有利である。
Aluminum is beneficial for its oxidative properties, and it is believed that the increase in aluminum contributes to oxide scale deposition. At least 1% and most preferably at least 2.7% aluminum provides high temperature oxidation resistance. Aluminum is limited to 4.5%, preferably 3.5%, to suppress deleterious hot workability effects. Yttrium helps stabilize the oxide in an amount of at least 0.045%, preferably at least 0.05%. In the samples tested, yttria was not readily observable by light microscopy. An excess of 0.3% yttrium is believed to adversely affect workability and welding properties. Most advantageously, yttrium is limited to 0.07%.

【0026】チタンは、窒素および炭素と組み合わせる
ための反応性元素として添加する。窒素を固定するには
少なくとも0.15%のチタンを加える。1%を超える
過剰のチタンは耐酸化性および加工性に悪影響を与え
る。鉄は、ニッケルの安価な代替物質として作用する。
合金の原価を下げるために、少なくとも10%の鉄が存
在するのが最も有利である。さらに、ニッケルの有利な
特性の低下を抑えるには、鉄は20または18%に制限
するのが最も有利である。
Titanium is added as a reactive element to combine with nitrogen and carbon. Add at least 0.15% titanium to fix the nitrogen. An excess of titanium exceeding 1% adversely affects the oxidation resistance and workability. Iron acts as an inexpensive alternative to nickel.
Most advantageously, at least 10% iron is present to reduce the cost of the alloy. In addition, iron is most advantageously limited to 20 or 18% in order to suppress the degradation of the beneficial properties of nickel.

【0027】炭素は、0.005%、好ましくは0.0
1%の量で十分な粒径調整作用を発揮する。有用な元素
を束縛する過剰の炭化物の形成を制限し、粒界ぜい化を
抑制するために、炭素の上限は0.5%、好ましくは
0.2%に保つ。ケイ素は、溶接性および加工性の問題
を抑えるために、1.5%、好ましくは1%までに制限
する。また、耐酸化性を持たせるために、少なくとも
0.1%、好ましくは0.5%のケイ素を加える。
Carbon is 0.005%, preferably 0.0
An amount of 1% exerts a sufficient particle size adjusting action. The upper limit of carbon is kept at 0.5%, preferably 0.2%, to limit the formation of excess carbides that constrain the useful elements and to suppress grain boundary embrittlement. Silicon is limited to 1.5%, preferably up to 1% to suppress weldability and workability problems. Also, at least 0.1%, and preferably 0.5% of silicon is added to provide oxidation resistance.

【0028】マンガンは、耐酸化性に悪影響を与える不
純物である。マンガンは、好ましくは1%まで、より好
ましくは0.5%までに制限する。可鍛性および脱酸性
を改良するには、合計で少なくとも0.005%のマグ
ネシウム、カルシウムおよび/またはセリウムを加える
のが最も有利である。溶接性および加工性に対する悪影
響を最小に抑えるには、マグネシウムおよび/またはカ
ルシウムの総量は0.5%までに制限するのが有利であ
り、0.2%までが最も有利である。
Manganese is an impurity which adversely affects the oxidation resistance. Manganese is preferably limited to up to 1%, more preferably up to 0.5%. It is most advantageous to add a total of at least 0.005% magnesium, calcium and / or cerium to improve malleability and deacidification. To minimize adverse effects on weldability and workability, it is advantageous to limit the total amount of magnesium and / or calcium to 0.5%, most favorably 0.2%.

【0029】ホウ素は、0.0001%、好ましくは
0.001%の量で可鍛性を改良する。可鍛性および溶
接性に対する悪影響を最小に抑えるには、ホウ素は0.
1%までに制限する。ホウ素は、0.05%までに制限
するのが有利であり、0.01%または0.006%に
制限するのが最も有利である。ジルコニウムは、所望に
より、可鍛性および粒度調整のために添加することがで
きる。ジルコニウムは窒素と反応して窒化物を形成し、
これが高温における粒子成長を防止する。溶接性および
加工性を改良するには、ジルコニウムは好ましくは0.
5%まで、最も好ましくは0.2%までに制限する。
Boron improves malleability in an amount of 0.0001%, preferably 0.001%. To minimize the adverse effects on malleability and weldability, boron should be added at 0.
Limit to 1%. Boron is advantageously limited to 0.05%, most advantageously 0.01% or 0.006%. Zirconium can optionally be added for malleability and particle size control. Zirconium reacts with nitrogen to form nitrides,
This prevents grain growth at high temperatures. To improve weldability and workability, zirconium is preferably present at 0.
Limit to 5%, most preferably to 0.2%.

【0030】窒素は、粒子成長を効果的に抑制するため
に添加する。窒素は一般的に原料の不純物として十分な
量で添加される。少なくとも0.0001%または0.
001%の量の窒素が粒子成長に対する耐性を与える。
粒子成長を抑制するには、窒素の量を少なくとも0.0
3%に維持するのが最も有利である。あるいは、変形工
程間に焼鈍工程を追加し、合金中に保存されるエネルギ
ーを制限することにより、粒子成長を抑制することがで
きる。有益な元素の過剰内部酸化をさけるために、窒素
は、0.2%までに制限する。窒素は好ましくは0.1
%まで、最も好ましくは0.05%までに制限する。
Nitrogen is added to effectively suppress grain growth. Nitrogen is generally added in a sufficient amount as an impurity in the raw material. At least 0.0001% or 0.
An amount of 001% nitrogen confers resistance to grain growth.
To suppress grain growth, the amount of nitrogen should be at least 0.0.
Most advantageously, it is maintained at 3%. Alternatively, grain growth can be suppressed by adding an annealing step between the deformation steps to limit the energy stored in the alloy. Nitrogen is limited to 0.2% to avoid excess internal oxidation of beneficial elements. Nitrogen is preferably 0.1
%, Most preferably 0.05%.

【0031】セリウムは、所望により、マグネシウムの
代替物質として、またはさらに耐酸化性を与えるため
に、1%までの量で加えることができる。しかし、本発
明のクロム、アルミニウム、ケイ素およびイットリウム
範囲では、耐酸化性にセリウムは必要ない。コバルト
は、10%までの量で許容される不純物であり、ニッケ
ルの代替物質として作用する。コバルトは5%までに制
限するのが有利であり、1%未満が最も有利である。コ
バルトは、価格が比較的高いので、敢えて加えない方が
好ましい。
Cerium can optionally be added as a substitute for magnesium or in an amount up to 1% to provide further oxidation resistance. However, in the chromium, aluminum, silicon and yttrium ranges of the present invention, oxidation resistance does not require cerium. Cobalt is an acceptable impurity in amounts up to 10% and acts as a substitute for nickel. Cobalt is advantageously limited to 5%, with less than 1% being most advantageous. Since cobalt is relatively expensive, it is preferable not to add cobalt.

【0032】銅、モリブデン、ニオブ、バナジウムおよ
びタングステンは、合金の外観を改良するために、表8
に示した限度内に維持するのが有利である。商業的に実
用的な水準に抑えるのが最も有利である。鉛、スズ、ア
ンチモン、ビスマス、リン、硫黄および酸素は、すべて
付随的な不純物であり、商業的に実用的なできるだけ低
い水準に抑える。鉛、スズ、アンチモン、ビスマス、リ
ン、硫黄および酸素の総量は、0.1%未満に維持する
のが最も有利である。
Copper, molybdenum, niobium, vanadium and tungsten are used in Table 8 to improve the appearance of the alloy.
It is advantageous to maintain within the limits given in. It is most advantageous to keep it at a commercially practical level. Lead, tin, antimony, bismuth, phosphorus, sulfur and oxygen are all incidental impurities and should be kept to the lowest commercially practical levels possible. Most advantageously, the total amount of lead, tin, antimony, bismuth, phosphorus, sulfur and oxygen is kept below 0.1%.

【0033】本発明の合金を試験した結果、十分な機械
的特性を有していることが分かった。最初の溶接試験
は、イットリウム含有量の増加による凝固亀裂の傾向を
示した。しかし、本発明の合金に試験は行わなかった。
本発明の合金は、従来の押出しまたは押出しおよび冷間
加工技術により継ぎ目なし管に容易に加工される。次い
で、これらの管を、約1200℃の温度で運転するキル
ンに特に有用な短いローラーに切断する。高温で形成さ
れる酸化物は、極めて密着性が高く、従来の合金601
よりもセラミックの変色を起こしにくい。付着スケール
は、特に白色セラミックに有用である。
The alloys of the invention were tested and found to have sufficient mechanical properties. Initial welding tests showed a tendency for solidification cracking with increasing yttrium content. However, the alloys of the invention were not tested.
The alloys of the present invention are easily processed into seamless tubes by conventional extrusion or extrusion and cold working techniques. The tubes are then cut into short rollers that are particularly useful in kilns operating at temperatures of about 1200 ° C. The oxide formed at high temperature has extremely high adhesion, and the conventional alloy 601
Less likely to cause ceramic discoloration. Deposit scales are particularly useful for white ceramics.

【0034】法律の規定により、本発明の特別な実施態
様を説明した。無論、当業者には、請求項により示され
る本発明の範囲内で変形および修正が可能であることは
明らかである。
The statutory provisions set forth specific embodiments of the invention. Of course, it will be apparent to those skilled in the art that variations and modifications are possible within the scope of the invention as indicated by the claims.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】空気雰囲気中1165℃における各種合金の質
量変化と時間の関係を示す。
FIG. 1 shows the relationship between mass change and time of various alloys at 1165 ° C. in an air atmosphere.

【図2】空気雰囲気中1200℃における各種合金の質
量変化と時間の関係を示す。
FIG. 2 shows the relationship between mass change and time of various alloys at 1200 ° C. in an air atmosphere.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ワイ‐ヤン、チャン イギリス国ヒアーフォード、ハンプトン- ディーン、リンデン、リー、ヘイ、クロフ ト、2 (72)発明者 ノーマン、チャールズ、ファー イギリス国ヒアーフォード、チャートウェ ル、ロード、5 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Wai-Yang, Chan Hereford, England-Hampton-Dean, Linden, Lee, Hay, Croft, 2 (72) Inventor Norman, Charles, Far Hereford, England , Chartwell, road, 5

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】実質的に、重量%で、 ニッケル55〜65%、クロム19〜25%、アルミニ
ウム1〜4.5%、イットリウム0.045〜0.3
%、チタン0.15〜1%、炭素0.005〜0.5
%、ケイ素0.1〜1.5%、マンガン1%以下、マグ
ネシウム、カルシウムおよびセリウムからなる群から選
択された少なくとも1種の元素の合計0.005%、マ
グネシウムおよびカルシウムの合計0.5%未満、セリ
ウム1%未満、ホウ素0.0001〜0.1%、ジルコ
ニウム0.5%以下、窒素0.0001〜0.2%、コ
バルト10%以下および残りが鉄および付随不純物から
なることを特徴とする耐熱および耐腐食性合金。
1. Substantially, by weight, nickel 55-65%, chromium 19-25%, aluminum 1-4.5%, yttrium 0.045-0.3.
%, Titanium 0.15 to 1%, carbon 0.005 to 0.5
%, Silicon 0.1 to 1.5%, manganese 1% or less, total 0.005% of at least one element selected from the group consisting of magnesium, calcium and cerium, total 0.5% of magnesium and calcium. Less than, less than 1% of cerium, 0.0001 to 0.1% of boron, 0.5% or less of zirconium, 0.0001 to 0.2% of nitrogen, 10% or less of cobalt, and the balance consisting of iron and associated impurities. Heat resistant and corrosion resistant alloy.
【請求項2】重量%で、クロム19〜22%、アルミニ
ウム2.5〜4.0%、イットリウム0.05〜0.1
5%、チタン0.15〜0.75%およびケイ素0.5
〜1%であることを特徴とする、請求項1に記載の合
金。
2. Chromium 19-22%, aluminum 2.5-4.0%, yttrium 0.05-0.1% by weight.
5%, titanium 0.15 to 0.75% and silicon 0.5
Alloy according to claim 1, characterized in that it is ~ 1%.
【請求項3】重量%で、炭素0.01〜0.3%、マグ
ネシウム0.005〜0.2%、ホウ素0.001〜
0.05%および窒素0.001〜0.1%であること
を特徴とする、請求項1に記載の合金。
3. By weight%, carbon 0.01-0.3%, magnesium 0.005-0.2%, boron 0.001-
Alloy according to claim 1, characterized in that it is 0.05% and 0.001-0.1% nitrogen.
【請求項4】鉄が20%未満であることを特徴とする、
請求項1に記載の合金。
4. Iron is less than 20%,
The alloy according to claim 1.
【請求項5】鉄が10〜18%であることを特徴とす
る、請求項1に記載の合金。
5. Alloy according to claim 1, characterized in that the iron content is 10-18%.
【請求項6】実質的に、重量%で、 ニッケル57.5〜62.5%、クロム19〜22%、
アルミニウム2.5〜4%、イットリウム0.05〜
0.15%、チタン0.15〜0.75%、炭素0.0
1〜0.3%、ケイ素0.5〜1%、マンガン1%以
下、マグネシウム、カルシウムおよびセリウムからなる
群から選択された少なくとも1種の元素の合計0.00
5%、マグネシウムおよびカルシウムの合計0.2%未
満、セリウム1%未満、ホウ素0.001〜0.05
%、ジルコニウム0.4%以下、コバルト5%以下およ
び残りが鉄および付随不純物からなることを特徴とする
耐熱および耐腐食性合金。
6. Substantially, by weight, 57.5-62.5% nickel, 19-22% chromium,
Aluminum 2.5-4%, Yttrium 0.05-
0.15%, titanium 0.15 to 0.75%, carbon 0.0
1 to 0.3%, silicon 0.5 to 1%, manganese 1% or less, total 0.00 of at least one element selected from the group consisting of magnesium, calcium and cerium.
5%, total magnesium and calcium less than 0.2%, cerium less than 1%, boron 0.001-0.05
%, Zirconium 0.4% or less, cobalt 5% or less, and the balance iron and incidental impurities, and a heat-resistant and corrosion-resistant alloy.
【請求項7】重量%で、クロム19.5〜21%、アル
ミニウム2.7〜3.5%、イットリウム0.05〜
0.07%およびチタン0.3〜0.75%であること
を特徴とする、請求項6に記載の合金。
7. By weight%, chromium 19.5-21%, aluminum 2.7-3.5%, yttrium 0.05-
Alloy according to claim 6, characterized in that it is 0.07% and titanium 0.3 to 0.75%.
【請求項8】重量%で、炭素0.05〜0.15%、マ
グネシウム0.005〜0.2%、ホウ素0.001〜
0.01%および窒素0.001〜0.05%であるこ
とを特徴とする、請求項6に記載の合金。
8. By weight%, carbon 0.05 to 0.15%, magnesium 0.005 to 0.2%, boron 0.001 to
Alloy according to claim 6, characterized in that it is 0.01% and 0.001-0.05% nitrogen.
【請求項9】鉄が20%未満であることを特徴とする、
請求項6に記載の合金。
9. Iron is less than 20%,
The alloy according to claim 6.
【請求項10】鉄が10〜18%であることを特徴とす
る、請求項6に記載の合金。
10. Alloy according to claim 6, characterized in that the iron content is 10-18%.
【請求項11】重量%で、銅0.5%以下、モリブデン
0.5%以下、ニオブ0.3%以下、バナジウム0.1
%以下およびタングステン0.1%以下を含むことを特
徴とする、請求項6に記載の合金。
11. By weight%, copper 0.5% or less, molybdenum 0.5% or less, niobium 0.3% or less, vanadium 0.1.
% Alloy and 0.1% tungsten or less, The alloy of Claim 6 characterized by the above-mentioned.
【請求項12】実質的に、重量%で、 ニッケル57.5〜62.5%、クロム19.5〜21
%、アルミニウム2.7〜3.5%、イットリウム0.
05〜0.07%、チタン0.3〜0.75%、鉄10
〜18%、ケイ素0.5〜1%、マンガン0.5%以
下、マグネシウム、カルシウムおよびセリウムからなる
群から選択された少なくとも1種の元素の合計0.00
5%、マグネシウムおよびカルシウムの合計0.2%未
満、セリウム1%未満、ホウ素0.001〜0.01
%、ジルコニウム0〜0.2%、窒素0.001〜0.
05%、コバルト1%以下および付随不純物からなるこ
とを特徴とする耐熱および耐腐食性合金。
12. Substantially, by weight, 57.5-62.5% nickel, 19.5-21 chromium.
%, Aluminum 2.7-3.5%, yttrium 0.
05-0.07%, titanium 0.3-0.75%, iron 10
.About.18%, silicon 0.5 to 1%, manganese 0.5% or less, total 0.00 of at least one element selected from the group consisting of magnesium, calcium and cerium.
5%, less than 0.2% of total of magnesium and calcium, less than 1% of cerium, 0.001-0.01 of boron
%, Zirconium 0 to 0.2%, nitrogen 0.001 to 0.
A heat-resistant and corrosion-resistant alloy, which is characterized by comprising 05%, cobalt 1% or less and incidental impurities.
【請求項13】銅0.5%以下、モリブデン0.5%以
下、ニオブ0.3%以下、バナジウム0.1%以下、お
よびタングステン0.01%を含むことを特徴とする、
請求項12に記載の合金。
13. It is characterized by containing copper 0.5% or less, molybdenum 0.5% or less, niobium 0.3% or less, vanadium 0.1% or less, and tungsten 0.01%.
The alloy according to claim 12.
【請求項14】少なくとも合計0.1%の鉛、スズ、ア
ンチモン、ビスマス、リン、硫黄および酸素を含むこと
を特徴とする、請求項12に記載の合金。
14. Alloy according to claim 12, characterized in that it contains at least 0.1% in total of lead, tin, antimony, bismuth, phosphorus, sulfur and oxygen.
【請求項15】窒素が少なくとも0.03%であること
を特徴とする、請求項12に記載の合金。
15. Alloy according to claim 12, characterized in that nitrogen is at least 0.03%.
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