JPH0741893A - 耐硫酸塩腐食性に優れたＮｉ基合金 - Google Patents
耐硫酸塩腐食性に優れたＮｉ基合金Info
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- JPH0741893A JPH0741893A JP18462893A JP18462893A JPH0741893A JP H0741893 A JPH0741893 A JP H0741893A JP 18462893 A JP18462893 A JP 18462893A JP 18462893 A JP18462893 A JP 18462893A JP H0741893 A JPH0741893 A JP H0741893A
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- C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 Ｃｒを５〜４１wt％、Ａｌを８wt％超〜１６
wt％、Ｆｅを５wt％超〜３０wt％含有し、残部がＮｉと
不可避不純物からなるＮｉ基合金。 【効果】 本発明のＮｉ基合金は、高温強度と耐酸化性
を両立するとともに耐硫酸塩腐食性に優れたものであ
る。また、熱履歴の影響を受け難く、強度、硬度の安定
性にも優れる。更に、比重が比較的小さく、比強度の点
でも有利である。
wt％、Ｆｅを５wt％超〜３０wt％含有し、残部がＮｉと
不可避不純物からなるＮｉ基合金。 【効果】 本発明のＮｉ基合金は、高温強度と耐酸化性
を両立するとともに耐硫酸塩腐食性に優れたものであ
る。また、熱履歴の影響を受け難く、強度、硬度の安定
性にも優れる。更に、比重が比較的小さく、比強度の点
でも有利である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐酸化性、高温強度、
熱履歴に対する安定性等の諸特性に優れ、特に耐硫酸塩
腐食性が向上したＮｉ基合金に関する。
熱履歴に対する安定性等の諸特性に優れ、特に耐硫酸塩
腐食性が向上したＮｉ基合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンやエンジン部品、ヒータ
ー、電気炉等の構成材料として、高温強度、耐酸化性等
に優れた合金の研究開発が盛んに行われている。例え
ば、ステンレス鋼を上回る耐酸化合金として、カンタル
合金（Ｆｅ−２１Ｃｒ−５．５Ａｌ）を代表とするＦｅ
基合金が知られている。また、高温で高強度を有する合
金として、例えばインコネルＸ−７５０（Ｎｉ−１５Ｃ
ｒ−７Ｆｅ−０．７Ａｌ−２．５Ｔｉ−１（Ｎｂ＋Ｔ
ａ））のようなＮｉ基超耐熱合金が知られている。更
に、高温で高強度を有し、かつ耐酸化性を有する合金と
して、ヘインズ２１４合金（Ｎｉ−１６Ｃｒ−４．５Ａ
ｌ−２Ｆｅ）に代表されるようなＡｌ量が約５wt％以下
のＮｉ−Ｃｒ−Ａｌ合金が知られている。更にまた、高
温で高強度を有する金属間化合物としてＮｉ3Ａｌが知
られている。
ー、電気炉等の構成材料として、高温強度、耐酸化性等
に優れた合金の研究開発が盛んに行われている。例え
ば、ステンレス鋼を上回る耐酸化合金として、カンタル
合金（Ｆｅ−２１Ｃｒ−５．５Ａｌ）を代表とするＦｅ
基合金が知られている。また、高温で高強度を有する合
金として、例えばインコネルＸ−７５０（Ｎｉ−１５Ｃ
ｒ−７Ｆｅ−０．７Ａｌ−２．５Ｔｉ−１（Ｎｂ＋Ｔ
ａ））のようなＮｉ基超耐熱合金が知られている。更
に、高温で高強度を有し、かつ耐酸化性を有する合金と
して、ヘインズ２１４合金（Ｎｉ−１６Ｃｒ−４．５Ａ
ｌ−２Ｆｅ）に代表されるようなＡｌ量が約５wt％以下
のＮｉ−Ｃｒ−Ａｌ合金が知られている。更にまた、高
温で高強度を有する金属間化合物としてＮｉ3Ａｌが知
られている。
【０００３】また、特開平４−３５８０３７号公報に
は、優れた高温強度と耐食性を有するＮｉ基耐熱合金と
して、重量％で、Ｃ：０．０１％以下、Ｓｉ：１．０％
以下、Ｍｎ：０．２％以下、Ｃｒ：５％を超えて１８％
まで、Ａｌ：４．５〜１２％を含有し、さらに、Ｂ：
０．００１〜０．０３％、Ｚｒ：０．０１〜０．３％、
Ｈｆ：０．０５〜１．０％、Ｔｉ：０．０５〜１．０％
およびＭｇ：０．００１〜０．０２％の１種以上含み、
残部はＮｉまたはＮｉと５％以下のＦｅおよび不可避的
不純物から成るＮｉ基耐熱合金が開示されている。更
に、特開昭６３−８６８４０号公報には、高温において
降伏強さが大きく良好な延性および耐酸化性を示す高温
加工性のよいＮｉ−Ｆｅ−Ａｌ合金が示されている。ま
た、合衆国特許第４,３５９,３５２号には、ボロンを含
む、急速凝固法により製造されたＮｉ基超合金が示され
ている。
は、優れた高温強度と耐食性を有するＮｉ基耐熱合金と
して、重量％で、Ｃ：０．０１％以下、Ｓｉ：１．０％
以下、Ｍｎ：０．２％以下、Ｃｒ：５％を超えて１８％
まで、Ａｌ：４．５〜１２％を含有し、さらに、Ｂ：
０．００１〜０．０３％、Ｚｒ：０．０１〜０．３％、
Ｈｆ：０．０５〜１．０％、Ｔｉ：０．０５〜１．０％
およびＭｇ：０．００１〜０．０２％の１種以上含み、
残部はＮｉまたはＮｉと５％以下のＦｅおよび不可避的
不純物から成るＮｉ基耐熱合金が開示されている。更
に、特開昭６３−８６８４０号公報には、高温において
降伏強さが大きく良好な延性および耐酸化性を示す高温
加工性のよいＮｉ−Ｆｅ−Ａｌ合金が示されている。ま
た、合衆国特許第４,３５９,３５２号には、ボロンを含
む、急速凝固法により製造されたＮｉ基超合金が示され
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、カンタ
ル合金のようなＦｅ基合金は、高温度での強度や硬度が
比較的小さい。また、インコネルＸ−７５０のようなＮ
ｉ基超耐熱合金には、強度向上の目的で、Ｔａ、Ｎｂ、
Ｗ、Ｍｏ、Ｃｏが含まれているが、これらはいわゆる戦
略元素であり、高価格、供給不安のおそれ等の欠点があ
る。加えて、このような超耐熱合金は、Ｃｒ2Ｏ3の膜が
表面に形成されることにより、耐酸化性を得ているが、
Ｃｒ2Ｏ3は蒸気圧が高く、１０００℃以上では保護膜と
して機能しない欠点があり、耐酸化性が不充分である。
ル合金のようなＦｅ基合金は、高温度での強度や硬度が
比較的小さい。また、インコネルＸ−７５０のようなＮ
ｉ基超耐熱合金には、強度向上の目的で、Ｔａ、Ｎｂ、
Ｗ、Ｍｏ、Ｃｏが含まれているが、これらはいわゆる戦
略元素であり、高価格、供給不安のおそれ等の欠点があ
る。加えて、このような超耐熱合金は、Ｃｒ2Ｏ3の膜が
表面に形成されることにより、耐酸化性を得ているが、
Ｃｒ2Ｏ3は蒸気圧が高く、１０００℃以上では保護膜と
して機能しない欠点があり、耐酸化性が不充分である。
【０００５】ヘインズ２１４合金に代表されるようなＮ
ｉ−Ｃｒ−Ａｌ合金は、高温強度と耐酸化性を両立する
合金として知られているが、Ａｌ量が５wt％以下しか含
まれていないため、耐酸化性が不十分である。更に、酸
化膜が剥離する等の欠点があることや、析出するγ’相
が細かすぎるため、熱履歴の影響を大きく受け易く、強
度、硬度の安定性に劣ることも判った。更に、上記のＮ
ｉ基超耐熱合金やヘインズ合金等は比重が大きい（８．
０５g/cc）ため、比強度（単位重量当たりの強度）は小
さいものとなり、回転体等に用いる場合の欠点となる。
ｉ−Ｃｒ−Ａｌ合金は、高温強度と耐酸化性を両立する
合金として知られているが、Ａｌ量が５wt％以下しか含
まれていないため、耐酸化性が不十分である。更に、酸
化膜が剥離する等の欠点があることや、析出するγ’相
が細かすぎるため、熱履歴の影響を大きく受け易く、強
度、硬度の安定性に劣ることも判った。更に、上記のＮ
ｉ基超耐熱合金やヘインズ合金等は比重が大きい（８．
０５g/cc）ため、比強度（単位重量当たりの強度）は小
さいものとなり、回転体等に用いる場合の欠点となる。
【０００６】また、Ｎｉ3Ａｌには、高温で高強度を発
現するメリットがあり、また、優れた耐酸化性を有する
ことがわかったが、その破壊挙動は脆性的であり、信頼
性向上のためには、例えば、特開昭６１−７６６３９号
公報に示すように、急冷する等の特殊な工程が必要であ
る。また、合衆国特許第４,３５９,３５２号に示すよう
に、多量のボロンを含むと、耐酸化性が不十分となる。
特開平４−３５８０３７号公報記載のＮｉ基耐熱合金
は、Ｆｅ含有量が少ないため耐硫酸塩腐食性が充分では
なく、例えば燃料中の硫黄分にさらされるガスタービン
や自動車排気系部品等の材料に用いるのは困難である。
特開昭６３−８６８４０号公報記載のＮｉ−Ｆｅ−Ａｌ
合金も、Ｃｒを含まないため、耐硫酸塩腐食性や耐溶液
腐食性が不充分であり、上記と同様の問題がある。
現するメリットがあり、また、優れた耐酸化性を有する
ことがわかったが、その破壊挙動は脆性的であり、信頼
性向上のためには、例えば、特開昭６１−７６６３９号
公報に示すように、急冷する等の特殊な工程が必要であ
る。また、合衆国特許第４,３５９,３５２号に示すよう
に、多量のボロンを含むと、耐酸化性が不十分となる。
特開平４−３５８０３７号公報記載のＮｉ基耐熱合金
は、Ｆｅ含有量が少ないため耐硫酸塩腐食性が充分では
なく、例えば燃料中の硫黄分にさらされるガスタービン
や自動車排気系部品等の材料に用いるのは困難である。
特開昭６３−８６８４０号公報記載のＮｉ−Ｆｅ−Ａｌ
合金も、Ｃｒを含まないため、耐硫酸塩腐食性や耐溶液
腐食性が不充分であり、上記と同様の問題がある。
【０００７】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、
高温強度と耐酸化性を両立すると同時に耐硫酸塩腐食性
を向上し、更に比強度や熱履歴に対する安定性等に優れ
たＮｉ基合金を提供することにある。
鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、
高温強度と耐酸化性を両立すると同時に耐硫酸塩腐食性
を向上し、更に比強度や熱履歴に対する安定性等に優れ
たＮｉ基合金を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、Ｃｒを
５〜４１wt％、Ａｌを８wt％超〜１６wt％、Ｆｅを５wt
％超〜３０wt％含有し、残部がＮｉと不可避不純物から
なるＮｉ基合金が提供される。更に、本発明によれば、
Ｃｒを２８〜３１wt％、Ａｌを１０〜１１wt％、Ｆｅを
５wt％以下含有し、残部がＮｉと不可避不純物からなる
Ｎｉ基合金が提供される。また、上記合金の成分に加え
て、更に５wt％以下のＴｉあるいは０．１wt％以下のＢ
または０．０５〜２．５wt％の周期律表２Ａ族、３Ａ
族、ランタノイド元素、Ｚｒ、Ｈｆ及びＳｉよりなる群
から選ばれた一又は二以上の元素を含有するＮｉ基合金
が提供される。
５〜４１wt％、Ａｌを８wt％超〜１６wt％、Ｆｅを５wt
％超〜３０wt％含有し、残部がＮｉと不可避不純物から
なるＮｉ基合金が提供される。更に、本発明によれば、
Ｃｒを２８〜３１wt％、Ａｌを１０〜１１wt％、Ｆｅを
５wt％以下含有し、残部がＮｉと不可避不純物からなる
Ｎｉ基合金が提供される。また、上記合金の成分に加え
て、更に５wt％以下のＴｉあるいは０．１wt％以下のＢ
または０．０５〜２．５wt％の周期律表２Ａ族、３Ａ
族、ランタノイド元素、Ｚｒ、Ｈｆ及びＳｉよりなる群
から選ばれた一又は二以上の元素を含有するＮｉ基合金
が提供される。
【０００９】
【作用】本発明のＮｉ基合金に含有される成分のうち、
まず、Ｃｒは室温での硬度を大きくする効果がある。含
有量は耐硫酸塩腐食性の点から５〜４１wt％に限定し
た。すなわち、Ｃｒの含有量が５wt％未満では、硫酸塩
腐食に対する保護層が形成されず、４１wt％を超える
と、残成分であるＮｉが相対的に減り、保護性が低下す
る。軽量化（低比重化）の点では多いほうが好ましい
が、耐硫酸塩腐食性を考慮した場合のより好ましい範囲
は、１５〜３０wt％である。また、酸化増量の点からは
２０wt％以下が、熱履歴に対する安定性の点からは１０
wt％以下もしくは２５wt％以上が好ましい。
まず、Ｃｒは室温での硬度を大きくする効果がある。含
有量は耐硫酸塩腐食性の点から５〜４１wt％に限定し
た。すなわち、Ｃｒの含有量が５wt％未満では、硫酸塩
腐食に対する保護層が形成されず、４１wt％を超える
と、残成分であるＮｉが相対的に減り、保護性が低下す
る。軽量化（低比重化）の点では多いほうが好ましい
が、耐硫酸塩腐食性を考慮した場合のより好ましい範囲
は、１５〜３０wt％である。また、酸化増量の点からは
２０wt％以下が、熱履歴に対する安定性の点からは１０
wt％以下もしくは２５wt％以上が好ましい。
【００１０】Ａｌはアルミナ質の保護膜形成のための供
給源であり、耐酸化性の向上に有効な元素である。８wt
％を超えると顕著な効果を示す。軽量化の点では多いほ
ど好ましいが、１６wt％を超えると脆くなるので本発明
においては８wt％超〜１６wt％に限定した。耐酸化性の
向上と脆弱化の回避を考慮したより好ましいＡｌ含有量
は１０〜１３wt％である。
給源であり、耐酸化性の向上に有効な元素である。８wt
％を超えると顕著な効果を示す。軽量化の点では多いほ
ど好ましいが、１６wt％を超えると脆くなるので本発明
においては８wt％超〜１６wt％に限定した。耐酸化性の
向上と脆弱化の回避を考慮したより好ましいＡｌ含有量
は１０〜１３wt％である。
【００１１】Ｆｅは、５wt％を超える添加で耐硫酸塩腐
食性が向上し、８wt％以上とすると更に効果が顕著とな
り好ましい。また、軽量化の点においても多いほうが好
ましいが、３０wt％を超えると高温硬度が低下するため
５wt％超〜３０wt％に限定した。なお、高温硬度の点か
らはＣｒとＦｅの合量を１５wt％以下にすると更に好ま
しい。また、酸化増量の点では２０wt％以下が、剥離量
低減の点からは１０wt％以上が好ましい。
食性が向上し、８wt％以上とすると更に効果が顕著とな
り好ましい。また、軽量化の点においても多いほうが好
ましいが、３０wt％を超えると高温硬度が低下するため
５wt％超〜３０wt％に限定した。なお、高温硬度の点か
らはＣｒとＦｅの合量を１５wt％以下にすると更に好ま
しい。また、酸化増量の点では２０wt％以下が、剥離量
低減の点からは１０wt％以上が好ましい。
【００１２】ただし、Ｆｅを全く含まない、あるいは５
wt％以下の低含有量であっても、Ｃｒが２８〜３１wt
％、Ａｌが１０〜１１wt％の範囲内で含有されていると
きは、上記５〜３０wt％のＦｅが含有されているときに
比べても、耐硫酸塩腐食性が劣ること無く、良好な合金
特性を示すことが確認された。これは、十分な量のＡｌ
が含まれていることに加え、Ｃｒの量が適切であるた
め、良質な保護層が形成されるためである。
wt％以下の低含有量であっても、Ｃｒが２８〜３１wt
％、Ａｌが１０〜１１wt％の範囲内で含有されていると
きは、上記５〜３０wt％のＦｅが含有されているときに
比べても、耐硫酸塩腐食性が劣ること無く、良好な合金
特性を示すことが確認された。これは、十分な量のＡｌ
が含まれていることに加え、Ｃｒの量が適切であるた
め、良質な保護層が形成されるためである。
【００１３】Ｔｉには、室温硬度、高温硬度の両方を向
上する効果があり、上記成分に加えて、５wt％以下の範
囲で含有させることができる。５wt％を超えると脆くな
り、また、添加量の増加にともなって溶解温度が低下す
る。また、延性向上の目的で０．１wt％以下の少量のＢ
を含ませることが可能である。添加量が０．１wt％を超
えると耐酸化性に劣る。
上する効果があり、上記成分に加えて、５wt％以下の範
囲で含有させることができる。５wt％を超えると脆くな
り、また、添加量の増加にともなって溶解温度が低下す
る。また、延性向上の目的で０．１wt％以下の少量のＢ
を含ませることが可能である。添加量が０．１wt％を超
えると耐酸化性に劣る。
【００１４】更に、本発明のＮｉ基合金においては、周
期律表２Ａ族、３Ａ族、ランタノイド元素、Ｚｒ、Ｈｆ
及びＳｉよりなる群から選ばれた一又は二以上の元素
を、さらに０．０５〜２．５wt％含有することが好まし
い。Ｈｆ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｄ、Ｃｅ、Ｃａ及びＳｉよりな
る群がさらに好ましい。これらの元素を含ませると酸化
膜の密着性が向上する。なお、酸化温度に対する依存性
の試験を行った結果、本発明の合金は１０５０℃におい
ては良好な密着性を示すことが判ったが、１１５０℃に
おいてはＳｉと、Ｈｆ、Ｃａ及び／又はＺｒを添加する
ことが密着性を確保するためには好ましい。更にまた、
本発明のＮｉ基合金は、γ’相とγ相を含ませることが
好ましい。γ’相を含ませることによって、高温の硬度
が向上し、さらにγ相を含ませることによって、塑性的
な破壊挙動が得られる。
期律表２Ａ族、３Ａ族、ランタノイド元素、Ｚｒ、Ｈｆ
及びＳｉよりなる群から選ばれた一又は二以上の元素
を、さらに０．０５〜２．５wt％含有することが好まし
い。Ｈｆ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｄ、Ｃｅ、Ｃａ及びＳｉよりな
る群がさらに好ましい。これらの元素を含ませると酸化
膜の密着性が向上する。なお、酸化温度に対する依存性
の試験を行った結果、本発明の合金は１０５０℃におい
ては良好な密着性を示すことが判ったが、１１５０℃に
おいてはＳｉと、Ｈｆ、Ｃａ及び／又はＺｒを添加する
ことが密着性を確保するためには好ましい。更にまた、
本発明のＮｉ基合金は、γ’相とγ相を含ませることが
好ましい。γ’相を含ませることによって、高温の硬度
が向上し、さらにγ相を含ませることによって、塑性的
な破壊挙動が得られる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に
説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。
説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。
【００１６】電解鉄、電解クロム、アルミニウム、鋳造
用ニッケルを出発原料とし、更に必要に応じてＴｉやＢ
あるいはＨｆ等の助剤を添加したものを、Ａｒ中で誘導
溶解した。更に、Ａｒ雰囲気中１１５０℃で１００時間
保持した後、徐冷し、表１〜１０に示される組成の種々
の合金棒を得た。また、本発明との比較に用いる公知合
金として表１１に示す各種の合金棒あるいは合金板を用
意した。各々、板状の試験片を切りだし、種々の試験に
供した。試験項目及び各試験方法を以下に示す。また、
試験結果を表１〜１１に示す。
用ニッケルを出発原料とし、更に必要に応じてＴｉやＢ
あるいはＨｆ等の助剤を添加したものを、Ａｒ中で誘導
溶解した。更に、Ａｒ雰囲気中１１５０℃で１００時間
保持した後、徐冷し、表１〜１０に示される組成の種々
の合金棒を得た。また、本発明との比較に用いる公知合
金として表１１に示す各種の合金棒あるいは合金板を用
意した。各々、板状の試験片を切りだし、種々の試験に
供した。試験項目及び各試験方法を以下に示す。また、
試験結果を表１〜１１に示す。
【００１７】［酸化試験］：アルミナ質の蓋付きるつぼ
の中に試験片を入れ、大気中１１５０℃で１００時間ま
たは１０５０℃で２００時間保持した後、試験片の単位
体積当たりの重量変化を求め、酸化増量とした。また、
るつぼ内に、剥離した酸化スケールが認められる場合
は、その重量から、単位体積当たりの剥離量を求め、次
式から算出される値を密着率と定めた。
の中に試験片を入れ、大気中１１５０℃で１００時間ま
たは１０５０℃で２００時間保持した後、試験片の単位
体積当たりの重量変化を求め、酸化増量とした。また、
るつぼ内に、剥離した酸化スケールが認められる場合
は、その重量から、単位体積当たりの剥離量を求め、次
式から算出される値を密着率と定めた。
【００１８】 密着率（％）＝１００（１−（酸化膜の剥離量，mg/cm2）／（酸化膜の総量，mg /cm2））・・・(1) ここで、酸化増量＝酸化膜に含まれる酸素の量で、かつ
酸化膜がＡｌ2Ｏ3からなるとすると、 酸化膜の総量＝（酸素の量）×（Ａｌ2Ｏ3／３×Ｏ） ＝（酸化増量）×（２６．９８×２＋１６×３）／（３×１６） ＝（酸化増量）×２．１２４１・・・(2) したがって、(1)、(2)式より、 密着率（％）＝１００−１００（単位面積当たりの剥離
量）／（（酸化増量）×２．１２４１） 密着率（％）＝１００−４７．１（単位面積当たりの剥
離量，mg/cm2）／（酸化増量，mg/cm2）
酸化膜がＡｌ2Ｏ3からなるとすると、 酸化膜の総量＝（酸素の量）×（Ａｌ2Ｏ3／３×Ｏ） ＝（酸化増量）×（２６．９８×２＋１６×３）／（３×１６） ＝（酸化増量）×２．１２４１・・・(2) したがって、(1)、(2)式より、 密着率（％）＝１００−１００（単位面積当たりの剥離
量）／（（酸化増量）×２．１２４１） 密着率（％）＝１００−４７．１（単位面積当たりの剥
離量，mg/cm2）／（酸化増量，mg/cm2）
【００１９】［熱履歴安定性評価試験］：室温のビッカ
ース硬度を測定した後、Ａｒ中で試験片を加熱し、８０
０℃におけるビッカース硬度を測定した。さらに試験片
を１０００℃まで加熱した後、電流を切り、Ａｒ中で放
冷した。室温まで冷却の後、再び室温のビッカース硬度
を測定し、加熱前との硬度差ΔHVを求め、熱履歴に対す
る安定性を評価した。
ース硬度を測定した後、Ａｒ中で試験片を加熱し、８０
０℃におけるビッカース硬度を測定した。さらに試験片
を１０００℃まで加熱した後、電流を切り、Ａｒ中で放
冷した。室温まで冷却の後、再び室温のビッカース硬度
を測定し、加熱前との硬度差ΔHVを求め、熱履歴に対す
る安定性を評価した。
【００２０】［結晶相］：Ｘ線回折と組織観察の結果を
総合して判断した。 ［かさ比重］：アルキメデス法により求めた。
総合して判断した。 ［かさ比重］：アルキメデス法により求めた。
【００２１】［硫酸塩腐食試験］：ＮａＣｌとＮａ2Ｓ
Ｏ4を重量比で５：５の比率で混合した水溶液を、固形
分が５mg/cm2となるように片面に塗布した試験片を、酸
化試験と同様に、るつぼの中に入れ、大気中８５０℃で
１００時間保持した。その後、水洗し、試験片の重量変
化を求め、初期の面積で除した。この値で耐硫酸塩腐食
性を評価し、少ないほど良好とした。
Ｏ4を重量比で５：５の比率で混合した水溶液を、固形
分が５mg/cm2となるように片面に塗布した試験片を、酸
化試験と同様に、るつぼの中に入れ、大気中８５０℃で
１００時間保持した。その後、水洗し、試験片の重量変
化を求め、初期の面積で除した。この値で耐硫酸塩腐食
性を評価し、少ないほど良好とした。
【００２２】［引張試験］：強度は、硬度と正の相関が
あることが知られている。したがって、代表的な合金の
みを測定した。試験片は、平行部の長さが２５mm、断面
が２mm×６mmとなるように切り出し、ＪＩＳ Ｇ０５６
７（１９７８）に定められた引張り方法に従って、引張
り強さを求めた。
あることが知られている。したがって、代表的な合金の
みを測定した。試験片は、平行部の長さが２５mm、断面
が２mm×６mmとなるように切り出し、ＪＩＳ Ｇ０５６
７（１９７８）に定められた引張り方法に従って、引張
り強さを求めた。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【表２】
【００２５】
【表３】
【００２６】
【表４】
【００２７】
【表５】
【００２８】
【表６】
【００２９】
【表７】
【００３０】
【表８】
【００３１】
【表９】
【００３２】
【表１０】
【００３３】
【表１１】
【００３４】上記試験結果より、本発明の範囲内にある
合金は良好な特性を示し、より詳細には以下のことがわ
かる。すなわち、まず、表１〜表５よりＦｅによる耐硫
酸塩腐食性向上効果とＣｒによる室温硬度向上効果が確
認できる。Ｆｅを含有しないＮｏ．１、７、１３及び含
有量が５wt％以下のＮｏ．２、８、１４、２５は耐硫酸
塩腐食性に劣り、Ｆｅの含有量が３０wt％を超えるＮ
ｏ．６、１２、１８、２４、３０は耐硫酸塩腐食性は良
好であるが、酸化増量が大きい。ただし、Ｆｅを含まな
いあるいはＦｅ含有量が５wt％以下であっても、Ｃｒが
２８〜３１wt％、Ａｌが１０〜１１wt％の範囲において
含有されているＮｏ．１９、２０は良好な特性を示して
いる。また、Ｃｒの含有量が５wt％に満たないＮｏ．３
１は室温硬度が不足しているとともに耐硫酸塩腐食性に
も劣り、Ｃｒの含有量が４１wt％を超えるＮｏ．２５、
３２は室温硬度は比較的高いものの、耐硫酸塩腐食性に
劣る。
合金は良好な特性を示し、より詳細には以下のことがわ
かる。すなわち、まず、表１〜表５よりＦｅによる耐硫
酸塩腐食性向上効果とＣｒによる室温硬度向上効果が確
認できる。Ｆｅを含有しないＮｏ．１、７、１３及び含
有量が５wt％以下のＮｏ．２、８、１４、２５は耐硫酸
塩腐食性に劣り、Ｆｅの含有量が３０wt％を超えるＮ
ｏ．６、１２、１８、２４、３０は耐硫酸塩腐食性は良
好であるが、酸化増量が大きい。ただし、Ｆｅを含まな
いあるいはＦｅ含有量が５wt％以下であっても、Ｃｒが
２８〜３１wt％、Ａｌが１０〜１１wt％の範囲において
含有されているＮｏ．１９、２０は良好な特性を示して
いる。また、Ｃｒの含有量が５wt％に満たないＮｏ．３
１は室温硬度が不足しているとともに耐硫酸塩腐食性に
も劣り、Ｃｒの含有量が４１wt％を超えるＮｏ．２５、
３２は室温硬度は比較的高いものの、耐硫酸塩腐食性に
劣る。
【００３５】次に、表６及び表７よりＡｌの耐酸化性向
上等の効果が確認できる。Ａｌの含有量が８wt％に満た
ないＮｏ．３３は酸化増量が大きく、耐硫酸塩腐食性も
大幅に劣るものであり、Ａｌの含有量が１６wt％を超え
るＮｏ．４２は脆弱でサンプル加工ができなかった。
上等の効果が確認できる。Ａｌの含有量が８wt％に満た
ないＮｏ．３３は酸化増量が大きく、耐硫酸塩腐食性も
大幅に劣るものであり、Ａｌの含有量が１６wt％を超え
るＮｏ．４２は脆弱でサンプル加工ができなかった。
【００３６】また、表８よりＴｉの硬度向上効果が確認
できるが、Ｔｉの含有量が５wt％を超えるＮｏ．４５は
脆弱でサンプル加工ができなかった。また、表９よりＨ
ｆ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｄ、Ｃｅ、Ｃａによる酸化膜の密着性
向上効果が確認できる。更に、表１０のＮｏ．５７〜６
４とＮｏ．６５との比較から、１０５０℃ではＨｆ、
Ｙ、Ｚｒ、Ｎｄ、Ｃｅ、Ｃａ、Ｓｉ等を含まなくても充
分な密着性を示すことが判る。また、Ｎｏ．５７〜６１
とＮｏ．６２〜６５との比較から、Ｓｉと、Ｈｆ、Ｃａ
及び／又はＺｒを添加した場合、１１５０℃の高温にお
いても良好な密着性を示すことが判る。また、Ｎｏ．６
６とＮｏ．６５、Ｎｏ．９、３４、３７、３９、４０と
の比較から、Ｂを多く含むと酸化増量が著しく増大する
ことが判る。
できるが、Ｔｉの含有量が５wt％を超えるＮｏ．４５は
脆弱でサンプル加工ができなかった。また、表９よりＨ
ｆ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｄ、Ｃｅ、Ｃａによる酸化膜の密着性
向上効果が確認できる。更に、表１０のＮｏ．５７〜６
４とＮｏ．６５との比較から、１０５０℃ではＨｆ、
Ｙ、Ｚｒ、Ｎｄ、Ｃｅ、Ｃａ、Ｓｉ等を含まなくても充
分な密着性を示すことが判る。また、Ｎｏ．５７〜６１
とＮｏ．６２〜６５との比較から、Ｓｉと、Ｈｆ、Ｃａ
及び／又はＺｒを添加した場合、１１５０℃の高温にお
いても良好な密着性を示すことが判る。また、Ｎｏ．６
６とＮｏ．６５、Ｎｏ．９、３４、３７、３９、４０と
の比較から、Ｂを多く含むと酸化増量が著しく増大する
ことが判る。
【００３７】表１１は各種公知合金の試験結果を示して
いるが、本発明の範囲内にあるＮｉ基合金と比較した場
合、総じて耐硫酸塩腐食性に劣り、Ｎｉ3Ａｌを除いて
は比重も大きいことがわかる。
いるが、本発明の範囲内にあるＮｉ基合金と比較した場
合、総じて耐硫酸塩腐食性に劣り、Ｎｉ3Ａｌを除いて
は比重も大きいことがわかる。
【００３８】また、引張試験の際、γ’相単相のＮｏ．
７とＮｉ3Ａｌの伸びは１％以下であり、脆性的に破壊
したが、γ’相とγ相を含むＮｏ．３６、３９の伸びは
各々３４％、１８％であり、塑性変形した。
７とＮｉ3Ａｌの伸びは１％以下であり、脆性的に破壊
したが、γ’相とγ相を含むＮｏ．３６、３９の伸びは
各々３４％、１８％であり、塑性変形した。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のＮｉ基合
金は、高温強度と耐酸化性を両立するとともに耐硫酸塩
腐食性に優れたものである。また、熱履歴の影響を受け
難く、強度、硬度の安定性にも優れる。更に、比重が比
較的小さく、比強度の点でも有利である。
金は、高温強度と耐酸化性を両立するとともに耐硫酸塩
腐食性に優れたものである。また、熱履歴の影響を受け
難く、強度、硬度の安定性にも優れる。更に、比重が比
較的小さく、比強度の点でも有利である。
Claims (5)
- 【請求項１】 Ｃｒを５〜４１wt％、Ａｌを８wt％超〜
１６wt％、Ｆｅを５wt％超〜３０wt％含有し、残部がＮ
ｉと不可避不純物からなるＮｉ基合金。 - 【請求項２】 Ｃｒを２８〜３１wt％、Ａｌを１０〜１
１wt％、Ｆｅを５wt％以下含有し、残部がＮｉと不可避
不純物からなるＮｉ基合金。 - 【請求項３】 請求項１又は２の成分に加えて、５wt%
以下のＴｉを含有するＮｉ基合金。 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかの成分に加
えて、０．１wt％以下のＢを含有するＮｉ基合金。 - 【請求項５】 周期律表２Ａ族、３Ａ族、ランタノイド
元素、Ｚｒ、Ｈｆ及びＳｉよりなる群から選ばれた一又
は二以上の元素を、さらに０．０５〜２．５wt％含有す
る請求項１ないし４のいずれかに記載のＮｉ基合金。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18462893A JPH0741893A (ja) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | 耐硫酸塩腐食性に優れたＮｉ基合金 |
| EP94305546A EP0639652A1 (en) | 1993-07-27 | 1994-07-27 | Ni-based alloys |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18462893A JPH0741893A (ja) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | 耐硫酸塩腐食性に優れたＮｉ基合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0741893A true JPH0741893A (ja) | 1995-02-10 |
Family
ID=16156562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18462893A Withdrawn JPH0741893A (ja) | 1993-07-27 | 1993-07-27 | 耐硫酸塩腐食性に優れたＮｉ基合金 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0639652A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0741893A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013114777A1 (ja) * | 2012-02-02 | 2013-08-08 | 住友電気工業株式会社 | 内燃機関用材料の評価試験方法 |
| WO2014061830A1 (ja) * | 2012-12-25 | 2014-04-24 | 住友電気工業株式会社 | 内燃機関用材料の評価試験方法 |
| CN105132751A (zh) * | 2015-09-14 | 2015-12-09 | 四川六合锻造股份有限公司 | 一种Ni-Cr-Al-Fe系高温合金材料、其制备方法及应用 |
| CN108754237A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-11-06 | 昆明理工大学 | 一种Ni-Cr-Al-Fe系高温合金的粉末冶金制备方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5851318A (en) * | 1995-06-09 | 1998-12-22 | Krupp Vdm Gmbh | High temperature forgeable alloy |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3795510A (en) * | 1968-11-21 | 1974-03-05 | Ford Motor Co | Valve components |
| DE2528241A1 (de) * | 1975-06-25 | 1977-01-13 | Cabot Corp | Ueberzogener gegenstand aus einer nickel- oder kobalt-legierung |
| US4054469A (en) * | 1976-06-01 | 1977-10-18 | General Electric Company | Directionally solidified eutectic γ+β nickel-base superalloys |
| US4214042A (en) * | 1977-12-23 | 1980-07-22 | United Technologies Corporation | Titanium bearing MCrAlY type alloy and composite articles |
| US4731221A (en) * | 1985-05-06 | 1988-03-15 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Nickel aluminides and nickel-iron aluminides for use in oxidizing environments |
-
1993
- 1993-07-27 JP JP18462893A patent/JPH0741893A/ja not_active Withdrawn
-
1994
- 1994-07-27 EP EP94305546A patent/EP0639652A1/en not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013114777A1 (ja) * | 2012-02-02 | 2013-08-08 | 住友電気工業株式会社 | 内燃機関用材料の評価試験方法 |
| JP2013178220A (ja) * | 2012-02-02 | 2013-09-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 内燃機関用材料の評価試験方法 |
| CN104081182A (zh) * | 2012-02-02 | 2014-10-01 | 住友电气工业株式会社 | 内燃机用材料的评价测试方法 |
| WO2014061830A1 (ja) * | 2012-12-25 | 2014-04-24 | 住友電気工業株式会社 | 内燃機関用材料の評価試験方法 |
| JP2014126401A (ja) * | 2012-12-25 | 2014-07-07 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 内燃機関用材料の評価試験方法 |
| CN104884951A (zh) * | 2012-12-25 | 2015-09-02 | 住友电气工业株式会社 | 内燃机用材料的评价测试方法 |
| US9702838B2 (en) | 2012-12-25 | 2017-07-11 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for evaluation testing of material for internal combustion engine |
| CN105132751A (zh) * | 2015-09-14 | 2015-12-09 | 四川六合锻造股份有限公司 | 一种Ni-Cr-Al-Fe系高温合金材料、其制备方法及应用 |
| CN105132751B (zh) * | 2015-09-14 | 2017-08-22 | 四川六合锻造股份有限公司 | 一种Ni‑Cr‑Al‑Fe系高温合金材料、其制备方法及应用 |
| CN108754237A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-11-06 | 昆明理工大学 | 一种Ni-Cr-Al-Fe系高温合金的粉末冶金制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0639652A1 (en) | 1995-02-22 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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