JPH0676638B2 - 耐食性および耐熱性のすぐれた高強度Ｎｉ−Ｃｒ系合金 - Google Patents
耐食性および耐熱性のすぐれた高強度Ｎｉ−Ｃｒ系合金Info
- Publication number
- JPH0676638B2 JPH0676638B2 JP15480286A JP15480286A JPH0676638B2 JP H0676638 B2 JPH0676638 B2 JP H0676638B2 JP 15480286 A JP15480286 A JP 15480286A JP 15480286 A JP15480286 A JP 15480286A JP H0676638 B2 JPH0676638 B2 JP H0676638B2
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- Japan
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- alloy
- corrosion resistance
- heat resistance
- strength
- excellent corrosion
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- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、耐食性および耐熱性にすぐれ、かつ高強度
を有するNi−Cr系合金に関するものである。
を有するNi−Cr系合金に関するものである。
一般に、例えばサワーガス油田用管材、鋼板の連続メツ
キライン用通電ロール材、さらに酸溶液用貯蔵タンクや
化学プラント用反応容器の構造部材などとして各種のNi
系合金が用いられている。
キライン用通電ロール材、さらに酸溶液用貯蔵タンクや
化学プラント用反応容器の構造部材などとして各種のNi
系合金が用いられている。
しかし、各種の従来Ni系合金においては、耐食性のよい
ものは強度が低く、一方耐熱性のよいものは耐食性が悪
いというように、耐食性、耐熱性、および強度を満足し
て具備したNi系合金は存在しないのが現状であつて、例
えば耐食性および耐熱性にすぐれ、かつ比較的高強度を
有するといわれるNi系合金のハステロイ（登録商標名）
Ｃであつても、耐食性にはすぐれているものの耐熱性の
面では実用上500℃以上の温度での長時間使用には耐え
ず、さらに室温強度も、耐食性Ni合金中では高い水準に
あるものの高強度合金とは云えないものである。
ものは強度が低く、一方耐熱性のよいものは耐食性が悪
いというように、耐食性、耐熱性、および強度を満足し
て具備したNi系合金は存在しないのが現状であつて、例
えば耐食性および耐熱性にすぐれ、かつ比較的高強度を
有するといわれるNi系合金のハステロイ（登録商標名）
Ｃであつても、耐食性にはすぐれているものの耐熱性の
面では実用上500℃以上の温度での長時間使用には耐え
ず、さらに室温強度も、耐食性Ni合金中では高い水準に
あるものの高強度合金とは云えないものである。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、耐食
性、耐熱性、および強度を具備したNi系合金を開発すべ
く研究を行なつた結果、重量％で（以下％は重量％を示
す）、 Cr:40〜75％、 Mo:0.5〜５％、 Al:0.8〜５％、 C:0.01〜0.2％、 を含有し、さらに必要に応じて、 W:0.1〜５％、 Cu:0.1〜５％、 V:0.1〜５％、 希土類元素:0.001〜0.2％、 Co:0.1〜５％、 のうちの１種または２種以上を含有し、残りがNiと不可
避不純物からなる組成を有するNi−Cr系合金は、すぐれ
た耐食性と耐熱性を有し、かつ高強度を有するという知
見を得たのである。
性、耐熱性、および強度を具備したNi系合金を開発すべ
く研究を行なつた結果、重量％で（以下％は重量％を示
す）、 Cr:40〜75％、 Mo:0.5〜５％、 Al:0.8〜５％、 C:0.01〜0.2％、 を含有し、さらに必要に応じて、 W:0.1〜５％、 Cu:0.1〜５％、 V:0.1〜５％、 希土類元素:0.001〜0.2％、 Co:0.1〜５％、 のうちの１種または２種以上を含有し、残りがNiと不可
避不純物からなる組成を有するNi−Cr系合金は、すぐれ
た耐食性と耐熱性を有し、かつ高強度を有するという知
見を得たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであつ
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。
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）Cr この発明の合金は、基本的にNiを主体としたNi−Cr系固
溶体で構成されたγ相と、Crを主体としたCr−Ni系固溶
体で構成されたα相の２相組織をもつものであつて、こ
れらの２相組織によつて高強度とすぐれた耐食性が確保
され、さらにCr成分にはNi成分と共に高温で表面に緻密
な酸化層を形成して耐高温酸化性（耐熱合金として不可
欠な特性）を向上させる作用があるが、その含有量が40
％未満では前記の特性を満足して具備せしめることがで
きず、一方その含有量が75％を越えると、鋳造時に割れ
が発生したり、溶解時に耐火レンガなどの炉材との反応
が活発になることから、その含有量を40〜75％と定め
た。
溶体で構成されたγ相と、Crを主体としたCr−Ni系固溶
体で構成されたα相の２相組織をもつものであつて、こ
れらの２相組織によつて高強度とすぐれた耐食性が確保
され、さらにCr成分にはNi成分と共に高温で表面に緻密
な酸化層を形成して耐高温酸化性（耐熱合金として不可
欠な特性）を向上させる作用があるが、その含有量が40
％未満では前記の特性を満足して具備せしめることがで
きず、一方その含有量が75％を越えると、鋳造時に割れ
が発生したり、溶解時に耐火レンガなどの炉材との反応
が活発になることから、その含有量を40〜75％と定め
た。
（ｂ）Mo Mo成分には、γ相およびα相に固溶して、強度および耐
食性を向上させる作用があるが、その含有量が0.5％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５％を越えると、加工性に有害な金属間化合物が形
成されるようになることから、その含有量を0.5〜５％
と定めた。
食性を向上させる作用があるが、その含有量が0.5％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５％を越えると、加工性に有害な金属間化合物が形
成されるようになることから、その含有量を0.5〜５％
と定めた。
（ｃ）Al Al成分には、NiおよびCrと共に、高温時に表面に緻密な
酸化層を形成して耐高温酸化性を向上させるほか、γ相
およびα相に固溶して耐熱性を向上させる作用がある
が、その含有量が0.8％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５％を越えると、加工性
に有害な金属間化合物が形成されるようになることか
ら、その含有量を0.8〜５％と定めた。
酸化層を形成して耐高温酸化性を向上させるほか、γ相
およびα相に固溶して耐熱性を向上させる作用がある
が、その含有量が0.8％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５％を越えると、加工性
に有害な金属間化合物が形成されるようになることか
ら、その含有量を0.8〜５％と定めた。
（ｄ）Ｃ Ｃ成分には、溶解時に脱酸剤として作用するほか、素地
中に微細に分散する主としてCr炭化物からなる化合物を
形成して強度を向上させる作用があるが、その含有量が
0.01％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0.2％を越えると、耐食性が低下するよう
になることから、その含有量を0.01〜0.2％と定めた。
中に微細に分散する主としてCr炭化物からなる化合物を
形成して強度を向上させる作用があるが、その含有量が
0.01％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0.2％を越えると、耐食性が低下するよう
になることから、その含有量を0.01〜0.2％と定めた。
（ｅ）W,Cu,V,および希土類元素 これらの成分には、合金の耐食性を一段と向上させる作
用があるので、特によりすぐれた耐食性が要求される場
合に必要に応じて含有されるが、その含有量が、それぞ
れW:0.1％未満、Cu:0.1％未満、V:0.1％未満、および希
土類元素:0.001％未満では所望の耐食性向上効果が得ら
れず、一方その含有量が、それぞれW:5％、Cu:5％、V:5
％、および希土類元素:0.2％を越えても作用が飽和し
て、より一層の耐食性向上効果が得られないことから、
その含有量をそれぞれW:0.1〜５％、Cu:0.1〜５％、V:
0.1〜５％、および希土類元素:0.001〜0.2％と定めた。
用があるので、特によりすぐれた耐食性が要求される場
合に必要に応じて含有されるが、その含有量が、それぞ
れW:0.1％未満、Cu:0.1％未満、V:0.1％未満、および希
土類元素:0.001％未満では所望の耐食性向上効果が得ら
れず、一方その含有量が、それぞれW:5％、Cu:5％、V:5
％、および希土類元素:0.2％を越えても作用が飽和し
て、より一層の耐食性向上効果が得られないことから、
その含有量をそれぞれW:0.1〜５％、Cu:0.1〜５％、V:
0.1〜５％、および希土類元素:0.001〜0.2％と定めた。
（ｆ）Co Co成分には、合金の強度を一段と向上させる作用がある
ので、特により一層の高強度が要求される場合に必要に
応じて含有されるが、その含有量が0.1％未満では所望
の強度向上効果が得られず、一方その含有量が５％を越
えると、鍛造時に割れが発生するようになることから、
その含有量を0.1〜５％と定めた。
ので、特により一層の高強度が要求される場合に必要に
応じて含有されるが、その含有量が0.1％未満では所望
の強度向上効果が得られず、一方その含有量が５％を越
えると、鍛造時に割れが発生するようになることから、
その含有量を0.1〜５％と定めた。
（ｇ）不可避不純物 脱酸剤としてTi,Mn,Si,およびCaのうちの１種以上を使
用し、脱酸作用のほか、鋳造性、特に湯流れ性の向上を
はかる場合があるので、これらの成分の含有は避けられ
ないが、その含有量が合量で0.8％以下であれば、合金
特性に何らの悪影響も及ぼさないことから、合量で0.8
％以下の含有が許容される。
用し、脱酸作用のほか、鋳造性、特に湯流れ性の向上を
はかる場合があるので、これらの成分の含有は避けられ
ないが、その含有量が合量で0.8％以下であれば、合金
特性に何らの悪影響も及ぼさないことから、合量で0.8
％以下の含有が許容される。
また、Fe成分には、Ni成分の代替成分としての作用があ
り、したがつてコスト低減をはかる目的で含有させても
合金特性に悪影響を及ぼさないので、必要に応じて含有
させる場合があるが、しかし、その含有量が５％を越え
ると、合金の耐食性が低下するようになることから、そ
の上限値を５％としなければならない。
り、したがつてコスト低減をはかる目的で含有させても
合金特性に悪影響を及ぼさないので、必要に応じて含有
させる場合があるが、しかし、その含有量が５％を越え
ると、合金の耐食性が低下するようになることから、そ
の上限値を５％としなければならない。
〔実施例〕 つぎに、この発明のNi−Cr系合金を実施例により具体的
に説明する。
に説明する。
通常の高周波誘導炉を用い、真空中、それぞれ第１表に
示される成分組成をもつた溶湯を調製し、まず、第１表
に区分される板材については、直径:60mm×長さ:200mm
の寸法をもつたインゴツトに鋳造し、このインゴツトを
熱間鍛造により幅:80mm×厚さ:25mmの寸法とし、ついで
この厚板に傷とりを施した後、1000〜1260℃の範囲内の
所定の熱間圧延開始温度にて熱間圧延を施して厚さ:3mm
の熱延板とし、引続いて、この熱延板に1050〜1200℃の
範囲内の所定温度に30分間保持の条件で均質化処理を施
し、一方同じく第１表に区分される鋳物については、断
面:50mm×50mm、長さ:200mmの寸法をもつた鋳物とし、
これに1000〜1260℃の範囲内の所定温度に１時間保持の
熱処理を施すことによつて、本発明合金１〜26、比較合
金１〜５、およびハステロイＣに相当する組成を有する
従来合金をそれぞれ製造した。
示される成分組成をもつた溶湯を調製し、まず、第１表
に区分される板材については、直径:60mm×長さ:200mm
の寸法をもつたインゴツトに鋳造し、このインゴツトを
熱間鍛造により幅:80mm×厚さ:25mmの寸法とし、ついで
この厚板に傷とりを施した後、1000〜1260℃の範囲内の
所定の熱間圧延開始温度にて熱間圧延を施して厚さ:3mm
の熱延板とし、引続いて、この熱延板に1050〜1200℃の
範囲内の所定温度に30分間保持の条件で均質化処理を施
し、一方同じく第１表に区分される鋳物については、断
面:50mm×50mm、長さ:200mmの寸法をもつた鋳物とし、
これに1000〜1260℃の範囲内の所定温度に１時間保持の
熱処理を施すことによつて、本発明合金１〜26、比較合
金１〜５、およびハステロイＣに相当する組成を有する
従来合金をそれぞれ製造した。
なお、比較合金１〜５は、いずれも構成成分のうちのい
ずれかの成分含有量（第１表に※印を付したもの）が、
この発明の範囲から外れた組成をもつものである。
ずれかの成分含有量（第１表に※印を付したもの）が、
この発明の範囲から外れた組成をもつものである。
ついで、この結果得られた本発明合金１〜26、比較合金
１〜５、および従来合金について、常温および800℃に
おけるビツカース硬さと引張強 さを測定し、引張強さは400℃における場合も測定し、
さらに65％HNO3沸騰水溶液中に24時間浸漬の耐食性試験
と、温度:1000℃に100時間保持の耐熱性試験を行ない、
いずれの試験でも重量減を測定し、従来合金の重量減を
100とした場合の相対比を算出した。これらの結果を第
２表に示した。
１〜５、および従来合金について、常温および800℃に
おけるビツカース硬さと引張強 さを測定し、引張強さは400℃における場合も測定し、
さらに65％HNO3沸騰水溶液中に24時間浸漬の耐食性試験
と、温度:1000℃に100時間保持の耐熱性試験を行ない、
いずれの試験でも重量減を測定し、従来合金の重量減を
100とした場合の相対比を算出した。これらの結果を第
２表に示した。
第２表に示される結果から、本発明合金１〜26は、いず
れもすぐれた耐食性を有する従来合金と同等のすぐれた
耐食性を有し、かつこれより一段とすぐれた耐熱性およ
び高強度をもつことが明らかである。
れもすぐれた耐食性を有する従来合金と同等のすぐれた
耐食性を有し、かつこれより一段とすぐれた耐熱性およ
び高強度をもつことが明らかである。
一方、比較合金１〜５に見られるように、構成成分のう
ちのいずれかの成分含有量でもこの発明の範囲から外れ
ると、強度、耐食性、および耐熱性のうちの少なくとも
いずれかの特性が劣つたものになることがわかる。
ちのいずれかの成分含有量でもこの発明の範囲から外れ
ると、強度、耐食性、および耐熱性のうちの少なくとも
いずれかの特性が劣つたものになることがわかる。
上述のように、この発明のNi−Cr系合金は、高強度を有
し、耐食性および耐熱性にもすぐれ、このように強度、
耐食性、および耐熱性のすべてを具備しているので、こ
れらの特性が要求される各種の分野に使用した場合に、
すぐれた性能を著しく長期に亘つて発揮するのである。
し、耐食性および耐熱性にもすぐれ、このように強度、
耐食性、および耐熱性のすべてを具備しているので、こ
れらの特性が要求される各種の分野に使用した場合に、
すぐれた性能を著しく長期に亘つて発揮するのである。
Claims (4)
- 【請求項１】Cr:40〜75％、 Mo:0.5〜５％、 Al:0.8〜５％、 C:0.01〜0.2％、 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耐食性および耐熱性
のすぐれた高強度Ni-Cr系合金。 - 【請求項２】Cr:40〜75％、 Mo:0.5〜５％、 Al:0.8〜５％、 C:0.01〜0.2％、 を含有し、さらに、 W:0.1〜５％、 Cu:0.1〜５％、 V:0.1〜５％、 希土類元素:0.001〜0.2％、 のうちの１種または２種以上を含有し、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
徴とする耐食性および耐熱性のすぐれた高強度Ni-Cr系
合金。 - 【請求項３】Cr:40〜75％、 Mo:0.5〜５％、 Al:0.8〜５％、 C:0.01〜0.2％、 を含有し、さらに Co:0.1〜５％、 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耐食性および耐熱性
のすぐれた高強度Ni-Cr系合金。 - 【請求項４】Cr:40〜75％、 Mo:0.5〜５％、 Al:0.8〜５％、 C:0.01〜0.2％、 を含有し、さらに、 W:0.1〜５％、 Cu:0.1〜５％、 V:0.1〜５％、 希土類元素:0.001〜0.2％、 のうちの１種または２種以上と、 Co:0.1〜５％、 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耐食性および耐熱性
のすぐれた高強度Ni-Cr系合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15480286A JPH0676638B2 (ja) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | 耐食性および耐熱性のすぐれた高強度Ｎｉ−Ｃｒ系合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15480286A JPH0676638B2 (ja) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | 耐食性および耐熱性のすぐれた高強度Ｎｉ−Ｃｒ系合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6311644A JPS6311644A (ja) | 1988-01-19 |
| JPH0676638B2 true JPH0676638B2 (ja) | 1994-09-28 |
Family
ID=15592209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15480286A Expired - Lifetime JPH0676638B2 (ja) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | 耐食性および耐熱性のすぐれた高強度Ｎｉ−Ｃｒ系合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0676638B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6250494A (ja) * | 1985-08-30 | 1987-03-05 | Daido Steel Co Ltd | 電気亜鉛めっき用通電ロール |
| JP3148340B2 (ja) * | 1991-08-27 | 2001-03-19 | 福田金属箔粉工業株式会社 | ハードフェーシング用高靱性クロム基合金、その粉末、および該合金を肉盛した自動車用エンジンバルブ |
| JP3588842B2 (ja) * | 1995-01-12 | 2004-11-17 | 株式会社デンソー | 酸素濃度検出器 |
| DK1353061T3 (da) * | 2002-04-11 | 2008-06-23 | Waertsilae Nsd Schweiz Ag | Dysehoved til brændstofindspröjtningsdyse |
-
1986
- 1986-07-01 JP JP15480286A patent/JPH0676638B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6311644A (ja) | 1988-01-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |