JPH076038B2 - 耐酸化性Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金 - Google Patents
耐酸化性Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金Info
- Publication number
- JPH076038B2 JPH076038B2 JP62020030A JP2003087A JPH076038B2 JP H076038 B2 JPH076038 B2 JP H076038B2 JP 62020030 A JP62020030 A JP 62020030A JP 2003087 A JP2003087 A JP 2003087A JP H076038 B2 JPH076038 B2 JP H076038B2
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- Japan
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- oxide film
- oxidation resistance
- oxidation
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、加熱炉の発熱体やその他一般の電熱線に使用
されるFe−Cr−Al系合金の改良に関するものである。
されるFe−Cr−Al系合金の改良に関するものである。
Fe−Cr−Al系合金は固有抵抗が大きく、かつ、大気中で
高温酸化された場合、合金表面に化学的に安定で絶縁性
の高いアルミナ酸化膜が形成され、耐酸化性が優れてい
るため加熱炉のヒーターエレメントや炉内部品あるいは
家電製品の電熱線等に広く用いられており、また最近で
は高温排気ガス・浄化装置用の構造材料としても利用さ
れている。
高温酸化された場合、合金表面に化学的に安定で絶縁性
の高いアルミナ酸化膜が形成され、耐酸化性が優れてい
るため加熱炉のヒーターエレメントや炉内部品あるいは
家電製品の電熱線等に広く用いられており、また最近で
は高温排気ガス・浄化装置用の構造材料としても利用さ
れている。
この合金の表面に生成するアルミナ酸化膜は膜自体は緻
密で優れた保護性を有しているものの、下地合金に対す
る密着性が悪いため、剥離脱落し易く、保護皮膜として
の働きを十分に果すことができなかった。そのため従来
より、このアルミナ酸化膜の密着性を向上させるため、
合金組成あるいは酸化処理方法等の面から種々の検討が
なされてきた。なかでもＹを0.1〜３％含有せしめたFe
−Cr−Al系合金（特公昭38−1431号公報）は非常に良好
な酸化膜密着性を有し、耐酸化寿命も大幅に向上した。
密で優れた保護性を有しているものの、下地合金に対す
る密着性が悪いため、剥離脱落し易く、保護皮膜として
の働きを十分に果すことができなかった。そのため従来
より、このアルミナ酸化膜の密着性を向上させるため、
合金組成あるいは酸化処理方法等の面から種々の検討が
なされてきた。なかでもＹを0.1〜３％含有せしめたFe
−Cr−Al系合金（特公昭38−1431号公報）は非常に良好
な酸化膜密着性を有し、耐酸化寿命も大幅に向上した。
しかしながら、この合金はＹを多量に含有するため、熱
間加工性が悪いという合金製造上の大きな欠点を有して
いた。
間加工性が悪いという合金製造上の大きな欠点を有して
いた。
一方Fe−Cr−Al系合金の異常酸化を防止する技術として
特開昭50−28409号、特開昭50−28447号が開示され、両
公報にはFe−Cr−Al系合金にTi、Nb、Zr、Ce、La、Ｙを
添加することが述べられている。また一方、Fe−Cr−Al
系合金の加工性、溶接性を改良する目的で該合金にTi、
Nb、Zr、Ce、Laを添加する技術が特開昭49−115927号に
開示されている。
特開昭50−28409号、特開昭50−28447号が開示され、両
公報にはFe−Cr−Al系合金にTi、Nb、Zr、Ce、La、Ｙを
添加することが述べられている。また一方、Fe−Cr−Al
系合金の加工性、溶接性を改良する目的で該合金にTi、
Nb、Zr、Ce、Laを添加する技術が特開昭49−115927号に
開示されている。
しかしこれ等の技術は、該合金の酸化膜密着性を改良
し、かつ熱間加工性をも兼ね備えるためには、いまだ満
足できるものではなかった。本発明者は、上記の要求を
満たすため種々実験を重ねた結果、該合金にMgを添加
し、さらにTi、Zr、Nb、Hf、REM（Ｙを除く）をMgとと
もに添加することにより大きな効果があることを見出し
たのである。
し、かつ熱間加工性をも兼ね備えるためには、いまだ満
足できるものではなかった。本発明者は、上記の要求を
満たすため種々実験を重ねた結果、該合金にMgを添加
し、さらにTi、Zr、Nb、Hf、REM（Ｙを除く）をMgとと
もに添加することにより大きな効果があることを見出し
たのである。
本発明の目的は、前述のようなFe−Cr−Al系合金の欠点
を改善し、良好な熱間加工性と良好な酸化膜密着性とを
兼ね備えた耐酸化性合金を提供することである。
を改善し、良好な熱間加工性と良好な酸化膜密着性とを
兼ね備えた耐酸化性合金を提供することである。
本発明は重量％にてCr10〜26％、Al1〜６％、Y0.006〜
0.08％およびMg0.0005〜0.03％、残部Feおよび不可避的
不純物からなることを特徴とする耐酸化性Fe−Cr−Al系
合金、該合金にTi0.03〜0.40、Zr0.10〜0.80％およびNb
0.10〜0.80％のうちより選ばれた１種または２種以上を
同時に総量で0.80％以下含有するもの、さらにHfおよび
REM（ただしＹを除く）を総量で0.006〜0.80％含有する
耐酸化性Fe−Cr−Al系合金である。
0.08％およびMg0.0005〜0.03％、残部Feおよび不可避的
不純物からなることを特徴とする耐酸化性Fe−Cr−Al系
合金、該合金にTi0.03〜0.40、Zr0.10〜0.80％およびNb
0.10〜0.80％のうちより選ばれた１種または２種以上を
同時に総量で0.80％以下含有するもの、さらにHfおよび
REM（ただしＹを除く）を総量で0.006〜0.80％含有する
耐酸化性Fe−Cr−Al系合金である。
〔作用〕 本発明は、基本的には電熱線用材にかかわるものであ
り、固有抵抗値が高く、しかも高温での耐酸化性が良い
ことが必要であり、Crは20〜26％、Alは１〜６％の範囲
にあることが望ましく、またSi、Mnをはじめとして不可
避的に混入する不純物を含有することを許容する。
り、固有抵抗値が高く、しかも高温での耐酸化性が良い
ことが必要であり、Crは20〜26％、Alは１〜６％の範囲
にあることが望ましく、またSi、Mnをはじめとして不可
避的に混入する不純物を含有することを許容する。
Ｙは合金基地に対する酸化膜の密着性を向上させる合金
元素であるが、0.006％未満ではその効果が不十分であ
り、逆に0.08％を越えると合金の熱間加工性を害するよ
うになる。したがってＹ含有量は0.006〜0.08％に限定
した。
元素であるが、0.006％未満ではその効果が不十分であ
り、逆に0.08％を越えると合金の熱間加工性を害するよ
うになる。したがってＹ含有量は0.006〜0.08％に限定
した。
Mgは本発明においても最も重要な元素の一つである。本
発明においてMgは、合金の結晶粒を微細化し、加工性を
改善すると同時に合金基地に対する酸化膜の密着性をも
向上させる元素であり、微量のＹと複合で含有せしめる
ことにより、本合金の酸化膜密着性と加工性とを同時に
改善する効果がより大となるが、少なすぎると添加の効
果が少なく、多すぎるとアルミナ酸化膜の耐熱性を劣化
させるため、0.0005〜0.03％に限定した。
発明においてMgは、合金の結晶粒を微細化し、加工性を
改善すると同時に合金基地に対する酸化膜の密着性をも
向上させる元素であり、微量のＹと複合で含有せしめる
ことにより、本合金の酸化膜密着性と加工性とを同時に
改善する効果がより大となるが、少なすぎると添加の効
果が少なく、多すぎるとアルミナ酸化膜の耐熱性を劣化
させるため、0.0005〜0.03％に限定した。
Ti、ZrおよびNbは該合金に対し、３者同じ効果を与える
もので、Mgと同様に合金の結晶粒を微細化し、合金の加
工性を改善すると同時に合金基地に対する酸化膜の密着
性をも向上させる元素であり、Mgと複合添加することに
より、その効果が増大されるが、少なすぎるとその効果
がほとんどなく、多すぎると酸化増量を増大させ、アル
ミナ酸化被膜の耐熱性を劣化させるため、それぞれTi0.
03〜0.40％、Zr0.10〜0.80％、Nb0.10〜0.80％に限定
し、さらに総量で0.80％以下に限定した。
もので、Mgと同様に合金の結晶粒を微細化し、合金の加
工性を改善すると同時に合金基地に対する酸化膜の密着
性をも向上させる元素であり、Mgと複合添加することに
より、その効果が増大されるが、少なすぎるとその効果
がほとんどなく、多すぎると酸化増量を増大させ、アル
ミナ酸化被膜の耐熱性を劣化させるため、それぞれTi0.
03〜0.40％、Zr0.10〜0.80％、Nb0.10〜0.80％に限定
し、さらに総量で0.80％以下に限定した。
Hf、およびREM（Ｙを除く）は、両者ともＹと同様に合
金基地に対する酸化膜の密着性を向上させて耐酸化性を
向上させる。0.006％未満ではその効果が少なく、0.008
％を越えると熱間加工性を害するようになるので総量で
0.006〜0.08％に限定した。
金基地に対する酸化膜の密着性を向上させて耐酸化性を
向上させる。0.006％未満ではその効果が少なく、0.008
％を越えると熱間加工性を害するようになるので総量で
0.006〜0.08％に限定した。
次に本発明を実施例により説明する。
第１表に示す18種類の組成の合金を用いて熱間加工性、
酸化膜密着性、耐酸化性の評価を行なった。
酸化膜密着性、耐酸化性の評価を行なった。
熱間加工性は、70mm角の鋼塊を1100〜1200℃の温度で10
mm厚さの板材に熱間鍛造した時のコバ部の割れ発生状況
で判定した。
mm厚さの板材に熱間鍛造した時のコバ部の割れ発生状況
で判定した。
酸化膜密着性は、熱間圧延と冷間引抜とにより仕上げた
直径1mmの線材を1250℃×30minの条件で酸化処理した
後、直径5mmの丸棒に巻き付けた時の酸化膜の剥離状況
で判定した。また耐酸化性については、1250℃×30min
の酸化処理を施した試料に1000℃×5minの加熱を500回
繰り返した後、その酸化膜の膜厚を測定することにより
判定した。
直径1mmの線材を1250℃×30minの条件で酸化処理した
後、直径5mmの丸棒に巻き付けた時の酸化膜の剥離状況
で判定した。また耐酸化性については、1250℃×30min
の酸化処理を施した試料に1000℃×5minの加熱を500回
繰り返した後、その酸化膜の膜厚を測定することにより
判定した。
結果を第２表に示すが、本表によればＹを含有しない従
来合金（試料番号15）は酸化膜の密着性が悪く、また、
Ｙを1.14％含有する従来合金（試料番号16）は酸化膜密
着性は良好であるが、熱間加工性が悪いという大きら欠
点を有しているのに対し、微量のＹとMgを添加し、Ti、
ZrあるいはNbを単独または複合で含有せしめ、さらにHf
およびREMを含有せしめた本発明合金（試料番号１〜1
4）は良好なる酸化膜密着性と熱間加工性とを兼ね備え
た合金となっていることがわかる。
来合金（試料番号15）は酸化膜の密着性が悪く、また、
Ｙを1.14％含有する従来合金（試料番号16）は酸化膜密
着性は良好であるが、熱間加工性が悪いという大きら欠
点を有しているのに対し、微量のＹとMgを添加し、Ti、
ZrあるいはNbを単独または複合で含有せしめ、さらにHf
およびREMを含有せしめた本発明合金（試料番号１〜1
4）は良好なる酸化膜密着性と熱間加工性とを兼ね備え
た合金となっていることがわかる。
Ｙは微量含有しただけの比較合金（試料番号17）は、熱
間加工性、酸化膜密着性ともそれほど優れてはいない。
間加工性、酸化膜密着性ともそれほど優れてはいない。
またTi含有量が特許請求の範囲の高い側にはずれ0.62％
と高くなった場合（試料番号18）、合金の耐酸化性に悪
影響を及ぼすようになり、繰り返し加熱後の酸化膜の厚
さが約５μｍにも達するようになる。Zr、NbおよびMgに
ついても同様のことが確認されている。
と高くなった場合（試料番号18）、合金の耐酸化性に悪
影響を及ぼすようになり、繰り返し加熱後の酸化膜の厚
さが約５μｍにも達するようになる。Zr、NbおよびMgに
ついても同様のことが確認されている。
Hf、REMをそれぞれ規定範囲含有する試料番号13、14は
耐酸化性がよいことがわかる。
耐酸化性がよいことがわかる。
以上説明したように本発明は、Fe−Cr−Al系合金に微量
のＹとMgを添加し、さらにTi、ZrあるいはNbを単独また
は複合で含有せしめ、またHfおよびＹを除くREMを含有
せしめることにより、熱間加工性と酸化膜密着性とを同
時に改善した耐酸化性合金であり、加熱炉のヒーターエ
レメントや家電製品の電熱線等に適する合金として工業
上極めて有用なものである。
のＹとMgを添加し、さらにTi、ZrあるいはNbを単独また
は複合で含有せしめ、またHfおよびＹを除くREMを含有
せしめることにより、熱間加工性と酸化膜密着性とを同
時に改善した耐酸化性合金であり、加熱炉のヒーターエ
レメントや家電製品の電熱線等に適する合金として工業
上極めて有用なものである。
Claims (3)
- 【請求項１】重量％にてCr10〜26％、Al1〜６％、Y0.00
6〜0.08％およびMg0.0005〜0.03％、残部Feおよび不可
避的不純物からなることを特徴とする耐酸化性Fe−Cr−
Al系合金。 - 【請求項２】重量％にてCr10〜26％、Al1〜６％、Y0.00
6〜0.08％およびMg0.0005〜0.03％を含有し、さらに、T
i0.03〜0.40％、Zr0.10〜0.80％およびNb0.10〜0.80％
のうちより選ばれた１種または２種以上を総量で0.80％
以下含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなること
を特徴とする耐酸化性Fe−Cr−Al系合金。 - 【請求項３】重量％にてCr10〜26％、Al1〜６％、Y0.00
6〜0.08％およびMg0.0005〜0.03％を含有し、さらに、T
i0.03〜0.40％、Zr0.10〜0.80％およびNb0.10〜0.80％
の１種または２種以上を総量で0.80％以下、並びにHfお
よびREM（ただしＹを除く）の１種または２種を総量で
0.006〜0.08％含有し、残部Feおよび不可避的不純物か
らなることを特徴とする耐酸化性Fe−Cr−Al系合金。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1922186 | 1986-01-31 | ||
| JP61-19221 | 1986-01-31 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62278248A JPS62278248A (ja) | 1987-12-03 |
| JPH076038B2 true JPH076038B2 (ja) | 1995-01-25 |
Family
ID=11993310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62020030A Expired - Fee Related JPH076038B2 (ja) | 1986-01-31 | 1987-01-30 | 耐酸化性Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH076038B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100380629B1 (ko) * | 2000-12-28 | 2003-04-18 | 한국전기연구원 | 전열선용 철-크롬-알루미늄계 합금 |
| DE10310865B3 (de) * | 2003-03-11 | 2004-05-27 | Thyssenkrupp Vdm Gmbh | Eisen-Chrom-Aluminium-Legierung |
| DE102012004488A1 (de) | 2011-06-21 | 2012-12-27 | Thyssenkrupp Vdm Gmbh | Hitzebeständige Eisen-Chrom-Aluminium-Legierung mit geringer Chromverdampfungsrate und erhöhter Warmfestigkeit |
| DE202011106778U1 (de) | 2011-06-21 | 2011-12-05 | Thyssenkrupp Vdm Gmbh | Hitzebeständige Eisen-Chrom-Aluminium-Legierung mit geringer Chromverdampfungsrate und erhöhter Warmfestigkeit |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5531824A (en) * | 1978-08-25 | 1980-03-06 | Taiyo Oil & Fat Mfg | Oil and fat purifying method |
| US4414023A (en) * | 1982-04-12 | 1983-11-08 | Allegheny Ludlum Steel Corporation | Iron-chromium-aluminum alloy and article and method therefor |
-
1987
- 1987-01-30 JP JP62020030A patent/JPH076038B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62278248A (ja) | 1987-12-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |