JPH09235642A - 超耐熱高Ｃｒ合金および鋼材加熱炉の炉床部材 - Google Patents
超耐熱高Ｃｒ合金および鋼材加熱炉の炉床部材Info
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- JPH09235642A JPH09235642A JP3986996A JP3986996A JPH09235642A JP H09235642 A JPH09235642 A JP H09235642A JP 3986996 A JP3986996 A JP 3986996A JP 3986996 A JP3986996 A JP 3986996A JP H09235642 A JPH09235642 A JP H09235642A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 鋼材加熱炉の炉床部材（ウオーキングビーム
コンベアのスキッドボタン）等として有用な耐熱合金の
耐圧縮変形抵抗性，引張クリープ特性，耐酸化性等を改
良する。 【解決手段】 この耐熱合金は、Ｃｒ：７０％以上，Ｎ
ｂおよび／またはＷ: ０．５〜５％（両元素を同時に含
有する場合の合計量: ０．５〜５％）を含有し、Ｎおよ
びＯの含有量は、それぞれ２０００ｐｐｍ以下に制限さ
れ、残部は実質的にＦｅからなる化学組成を有する。溶
解精錬はＡｒガス雰囲気で行い、ミッシュメタル，Ｆｅ
−Ｚｒ等による脱窒・脱酸処理を施して製造される。鋳
造合金として使用され、結晶粒度は粗大（粒径約１００
μｍ以上）であるのが好ましい。
コンベアのスキッドボタン）等として有用な耐熱合金の
耐圧縮変形抵抗性，引張クリープ特性，耐酸化性等を改
良する。 【解決手段】 この耐熱合金は、Ｃｒ：７０％以上，Ｎ
ｂおよび／またはＷ: ０．５〜５％（両元素を同時に含
有する場合の合計量: ０．５〜５％）を含有し、Ｎおよ
びＯの含有量は、それぞれ２０００ｐｐｍ以下に制限さ
れ、残部は実質的にＦｅからなる化学組成を有する。溶
解精錬はＡｒガス雰囲気で行い、ミッシュメタル，Ｆｅ
−Ｚｒ等による脱窒・脱酸処理を施して製造される。鋳
造合金として使用され、結晶粒度は粗大（粒径約１００
μｍ以上）であるのが好ましい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高温酸化性雰囲気で使
用される部材、例えばウオーキングビーム式鋼材加熱炉
の炉床を構成するスキッドボタン等として有用な超耐熱
性を有する高Ｃｒ合金およびその合金からなる炉床部材
に関する。
用される部材、例えばウオーキングビーム式鋼材加熱炉
の炉床を構成するスキッドボタン等として有用な超耐熱
性を有する高Ｃｒ合金およびその合金からなる炉床部材
に関する。
【０００２】
【従来の技術】スラブ，ビレット等の鋼材の熱間鍛圧加
工（熱間圧延等）に際して、これを所定温度に加熱昇温
する鋼材加熱炉には、被加熱材の支持・搬送装置とし
て、ウオーキングビームコンベアが配設されている。ウ
オーキングビームコンベアは、スキッドパイプの周面頂
部に鋼材支持面部材としてスキッドボタン等が取り付け
られた構造を有し、被加熱鋼材は、スキッドボタンの頂
面に担持されて炉内を移送される。スキッドボタンは、
炉内の高温酸化雰囲気（温度約１２５０℃以上）に対す
る酸化抵抗性、および重量物である鋼材の荷重に抗し得
る高強度が要求される。従来より、その支持面部材とし
て、Ｃｏ含有Ｎｉ−Ｃｒ系合金鋼（例えば、４０Ｃｏ−
２０Ｎｉ−２５Ｃｒ−Ｆｅ）等に代表される高合金鋼が
使用されてきた。
工（熱間圧延等）に際して、これを所定温度に加熱昇温
する鋼材加熱炉には、被加熱材の支持・搬送装置とし
て、ウオーキングビームコンベアが配設されている。ウ
オーキングビームコンベアは、スキッドパイプの周面頂
部に鋼材支持面部材としてスキッドボタン等が取り付け
られた構造を有し、被加熱鋼材は、スキッドボタンの頂
面に担持されて炉内を移送される。スキッドボタンは、
炉内の高温酸化雰囲気（温度約１２５０℃以上）に対す
る酸化抵抗性、および重量物である鋼材の荷重に抗し得
る高強度が要求される。従来より、その支持面部材とし
て、Ｃｏ含有Ｎｉ−Ｃｒ系合金鋼（例えば、４０Ｃｏ−
２０Ｎｉ−２５Ｃｒ−Ｆｅ）等に代表される高合金鋼が
使用されてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】加熱炉操業は、生産性
向上・鋼材の圧延品質向上等の要請から、操炉温度が高
められ、近時は1300℃を越える高温操業も一般化しつつ
ある。従来の耐熱合金は、このような高温酸化雰囲気中
で安定に使用し得るものとはいえない。スキッドボタン
に対する高温酸化雰囲気の影響は、スキッドパイプ内を
流通する冷却水の冷却作用を強化することにより、ある
程度緩和することはできるが、その冷却作用を強めるこ
とは、被加熱鋼材の加熱ムラ（スキッドボタンと接触す
る部分の温度低下、いわゆるスキッドマーク）の発生を
助長し、後工程での品質（圧延品質等）を損なう原因と
なり、また炉内熱量が冷却水に奪われることによる熱経
済性の著しい低下を余儀なくされる。特開平3-162545号
公報には、このような高温操業に対処するための改良さ
れた耐熱合金として、60％以上のＣｒを含有する高Ｃｒ
合金が開示されている。
向上・鋼材の圧延品質向上等の要請から、操炉温度が高
められ、近時は1300℃を越える高温操業も一般化しつつ
ある。従来の耐熱合金は、このような高温酸化雰囲気中
で安定に使用し得るものとはいえない。スキッドボタン
に対する高温酸化雰囲気の影響は、スキッドパイプ内を
流通する冷却水の冷却作用を強化することにより、ある
程度緩和することはできるが、その冷却作用を強めるこ
とは、被加熱鋼材の加熱ムラ（スキッドボタンと接触す
る部分の温度低下、いわゆるスキッドマーク）の発生を
助長し、後工程での品質（圧延品質等）を損なう原因と
なり、また炉内熱量が冷却水に奪われることによる熱経
済性の著しい低下を余儀なくされる。特開平3-162545号
公報には、このような高温操業に対処するための改良さ
れた耐熱合金として、60％以上のＣｒを含有する高Ｃｒ
合金が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記公報に開示された
高Ｃｒ合金は、従来の耐熱合金鋼を凌ぐ改良された高温
強度および酸化抵抗性を備えている。しかし、雰囲気温
度が約１３００℃を超えるような苛酷な環境に供するに
は、更にその高温特性を高めることが望まれる。本発明
は、このような要請に応えるための改良された超耐熱高
Ｃｒ合金および炉床部材を提供しようとするものであ
る。
高Ｃｒ合金は、従来の耐熱合金鋼を凌ぐ改良された高温
強度および酸化抵抗性を備えている。しかし、雰囲気温
度が約１３００℃を超えるような苛酷な環境に供するに
は、更にその高温特性を高めることが望まれる。本発明
は、このような要請に応えるための改良された超耐熱高
Ｃｒ合金および炉床部材を提供しようとするものであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の超耐熱高Ｃｒ合
金は、Ｃｒ：７０％以上，Ｎｂおよび／またはＷ: ０．
５〜５％（両元素を同時に含有する場合の合計量: ０．
５〜５％）を含有し、Ｎ：２０００ｐｐｍ以下，Ｏ：２
０００ｐｐｍ以下，残部実質的にＦｅからなる化学組成
を有している。
金は、Ｃｒ：７０％以上，Ｎｂおよび／またはＷ: ０．
５〜５％（両元素を同時に含有する場合の合計量: ０．
５〜５％）を含有し、Ｎ：２０００ｐｐｍ以下，Ｏ：２
０００ｐｐｍ以下，残部実質的にＦｅからなる化学組成
を有している。
【０００６】
【作用】本発明の合金は、７０％以上のＣｒ、および
０．５〜５％のＮｂまたは／およびＷの含有効果と、不
純分であるＮおよびＯをそれぞれ２０００ｐｐｍ以下に
制限した効果として、１３００℃ないしそれを超える高
温酸化雰囲気においても、前記高Ｃｒ合金を凌ぐ圧縮変
形抵抗性，酸化抵抗性等の高温特性を保持する。
０．５〜５％のＮｂまたは／およびＷの含有効果と、不
純分であるＮおよびＯをそれぞれ２０００ｐｐｍ以下に
制限した効果として、１３００℃ないしそれを超える高
温酸化雰囲気においても、前記高Ｃｒ合金を凌ぐ圧縮変
形抵抗性，酸化抵抗性等の高温特性を保持する。
【０００７】本発明耐熱合金の成分限定理由は次のとお
りである。 Ｃｒ：７０％以上 高温酸化雰囲気における強度、特に高荷重に対する圧縮
変形抵抗性やクリープ変形抵抗性等を高め、かつ耐酸化
性を確保するために必要である。温度約１３００℃ない
しそれ以上の高温酸化雰囲気での安定な使用を可能とす
るには、少なくとも７０％であることを要する。
りである。 Ｃｒ：７０％以上 高温酸化雰囲気における強度、特に高荷重に対する圧縮
変形抵抗性やクリープ変形抵抗性等を高め、かつ耐酸化
性を確保するために必要である。温度約１３００℃ない
しそれ以上の高温酸化雰囲気での安定な使用を可能とす
るには、少なくとも７０％であることを要する。
【０００８】Ｎｂ: ０．５〜５％ Ｗ : ０．５〜５％ ＮｂおよびＷは、いずれも合金の高温強度を高める元素
である。この効果は、０．５％以上の添加により得ら
れ、増量と共に効果を増す。しかし、５％を超えて多量
に添加すると、合金の靱性の低下および耐酸化性の低下
を招き、スキッドボタン等の構造部材としての適性が損
なわれるので、５％を越えてはならない。好ましくは、
０．５〜３％である。両元素は任意に選択され、また任
意の比率で複合含有することができる。両者を併用する
場合の合計量は０．５〜５％であることを要し、好まし
くはその合計量を０．５〜３％とする。
である。この効果は、０．５％以上の添加により得ら
れ、増量と共に効果を増す。しかし、５％を超えて多量
に添加すると、合金の靱性の低下および耐酸化性の低下
を招き、スキッドボタン等の構造部材としての適性が損
なわれるので、５％を越えてはならない。好ましくは、
０．５〜３％である。両元素は任意に選択され、また任
意の比率で複合含有することができる。両者を併用する
場合の合計量は０．５〜５％であることを要し、好まし
くはその合計量を０．５〜３％とする。
【０００９】Ｎ：２０００ｐｐｍ以下，Ｏ：２０００ｐ
ｐｍ以下 本発明の合金は高融点（約１５３０℃以上）であり、溶
解精錬炉中での合金溶湯の最高温度は約１８００℃を超
える。このため、溶解精錬工程の合金溶湯と接触する雰
囲気および炉壁耐火物から多量のＮおよびＯの侵入を不
可避的に付随する。高Ｃｒ合金の高温特性に及ぼすＮお
よびＯの悪影響は大であり、その量をＮは２０００ｐｐ
ｍ，Ｏは２０００ｐｐｍにそれぞれ抑制することによ
り、高温特性の顕著な向上が可能となる。このため、本
発明では、ＮおよびＯの含有量をそれぞれを２０００ｐ
ｐｍ以下に制限している。
ｐｍ以下 本発明の合金は高融点（約１５３０℃以上）であり、溶
解精錬炉中での合金溶湯の最高温度は約１８００℃を超
える。このため、溶解精錬工程の合金溶湯と接触する雰
囲気および炉壁耐火物から多量のＮおよびＯの侵入を不
可避的に付随する。高Ｃｒ合金の高温特性に及ぼすＮお
よびＯの悪影響は大であり、その量をＮは２０００ｐｐ
ｍ，Ｏは２０００ｐｐｍにそれぞれ抑制することによ
り、高温特性の顕著な向上が可能となる。このため、本
発明では、ＮおよびＯの含有量をそれぞれを２０００ｐ
ｐｍ以下に制限している。
【００１０】Ｆｅ：バランス成分 Ｆｅは、高温酸化雰囲気に対する酸化抵抗性や強度面か
らは必ずしも必要とする元素ではないが、これを少量含
有することは、合金の溶解精錬操業を容易化するほか、
構造部材用合金として望まれる靱性の向上に役立ち、殊
に鋼材加熱炉の炉床構成部材であるスキッドボタン等の
ように、高荷重の衝撃が反復作用する用途に供される部
材の安定性を高める効果を有する。かかる観点から、Ｆ
ｅを約５〜３０％含有することは好ましいことである。
らは必ずしも必要とする元素ではないが、これを少量含
有することは、合金の溶解精錬操業を容易化するほか、
構造部材用合金として望まれる靱性の向上に役立ち、殊
に鋼材加熱炉の炉床構成部材であるスキッドボタン等の
ように、高荷重の衝撃が反復作用する用途に供される部
材の安定性を高める効果を有する。かかる観点から、Ｆ
ｅを約５〜３０％含有することは好ましいことである。
【００１１】本発明の高Ｃｒ合金の結晶組織は、比較的
粗大であることが、高温域での圧縮変形抵抗性等の高温
強度の点から有利であり、好ましくはその粒径は約１０
０μｍ以上である。結晶粒度は鋳造条件（例えば、鋳型
の材種の選択による冷却凝固速度の制御））により任意
に調整することができる。
粗大であることが、高温域での圧縮変形抵抗性等の高温
強度の点から有利であり、好ましくはその粒径は約１０
０μｍ以上である。結晶粒度は鋳造条件（例えば、鋳型
の材種の選択による冷却凝固速度の制御））により任意
に調整することができる。
【００１２】次に、本発明の高Ｃｒ合金の製造工程につ
いて説明する。溶解精錬は高周波溶解法等により行うこ
とができるが、高Ｃｒ含有で、高融点（約１５３０℃以
上）でもあるので、溶解精錬および鋳造工程では、Ｎお
よびＯを所定量に抑制するための特別の措置を必要とす
る。すなわち、溶解精錬においては、炉内雰囲気をＡｒ
ガスで形成し、合金溶湯と大気との接触を遮断すること
が重要であり、また溶解精錬工程における炉壁耐火物か
らの汚染の抑制策として、ジルコニア（ＺｒＯ2 ），マ
グネシア（ＭｇＯ），ジルコニア−マグネシア（ＺｒＯ
2 −ＭｇＯ），スピネル（ＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ 3 ）等で炉
壁をライニングすることが望ましい。更に、合金溶湯の
強制脱窒・脱酸処理を必要とする。この脱窒・脱酸処理
は、ミッシュメタルやフェロ・ジルコニウム（Ｆｅ−Ｚ
ｒ）を添加することにより行われる。添加量は合金溶湯
のＮおよびＯ量に応じて適宜調整されるが、ミッシュメ
タルの添加量は約０．３〜０．６％、Ｆｅ−Ｚｒのそれ
は約０．３〜０．６％であり、両者を複合使用すること
は脱酸処理を効率的に行うのに好ましい。
いて説明する。溶解精錬は高周波溶解法等により行うこ
とができるが、高Ｃｒ含有で、高融点（約１５３０℃以
上）でもあるので、溶解精錬および鋳造工程では、Ｎお
よびＯを所定量に抑制するための特別の措置を必要とす
る。すなわち、溶解精錬においては、炉内雰囲気をＡｒ
ガスで形成し、合金溶湯と大気との接触を遮断すること
が重要であり、また溶解精錬工程における炉壁耐火物か
らの汚染の抑制策として、ジルコニア（ＺｒＯ2 ），マ
グネシア（ＭｇＯ），ジルコニア−マグネシア（ＺｒＯ
2 −ＭｇＯ），スピネル（ＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ 3 ）等で炉
壁をライニングすることが望ましい。更に、合金溶湯の
強制脱窒・脱酸処理を必要とする。この脱窒・脱酸処理
は、ミッシュメタルやフェロ・ジルコニウム（Ｆｅ−Ｚ
ｒ）を添加することにより行われる。添加量は合金溶湯
のＮおよびＯ量に応じて適宜調整されるが、ミッシュメ
タルの添加量は約０．３〜０．６％、Ｆｅ−Ｚｒのそれ
は約０．３〜０．６％であり、両者を複合使用すること
は脱酸処理を効率的に行うのに好ましい。
【００１３】本発明合金の鋳造は、砂型，金型，水冷銅
鋳型，黒鉛モールド等を使用して行うことができる。砂
型を使用する場合は、耐熱・耐火性の点から、マグネシ
ア，ジルコニア，ジルコニア−マグネシア，またはスピ
ネル等の材種が望ましく、また型の内面に塗型剤（ジル
コン系等）を塗布することは、型と合金溶湯との反応に
よる汚染等を防止するのに好ましいことである。金型や
水冷銅型等による鋳造の場合のように、合金溶湯の冷却
凝固速度が比較的速いために、鋳造品の結晶粒度が比較
的微細であるような場合において、その結晶組織を粗大
粒組織（粒径約１００μｍ以上）とするには、例えば温
度約1350〜1600℃に適当時間（約10〜20Ｈｒ）保持する
熱処理を施せばよい。結晶粒をこのように粗大化するこ
とは、前述のように高温強度の向上に有効である。
鋳型，黒鉛モールド等を使用して行うことができる。砂
型を使用する場合は、耐熱・耐火性の点から、マグネシ
ア，ジルコニア，ジルコニア−マグネシア，またはスピ
ネル等の材種が望ましく、また型の内面に塗型剤（ジル
コン系等）を塗布することは、型と合金溶湯との反応に
よる汚染等を防止するのに好ましいことである。金型や
水冷銅型等による鋳造の場合のように、合金溶湯の冷却
凝固速度が比較的速いために、鋳造品の結晶粒度が比較
的微細であるような場合において、その結晶組織を粗大
粒組織（粒径約１００μｍ以上）とするには、例えば温
度約1350〜1600℃に適当時間（約10〜20Ｈｒ）保持する
熱処理を施せばよい。結晶粒をこのように粗大化するこ
とは、前述のように高温強度の向上に有効である。
【００１４】本発明合金が適用される高温用部材は、必
ずしもその全体を本発明合金で形成する必要はなく、部
材の形状や使用耐用に応じて、他材種と組合せた複合体
とすることができる。例えば、ウオーキングビーム式鋼
材加熱炉のスキッドパイプに取付けられるスキッドボタ
ン（円錐台状ないし角錐台状のブロックである）の場合
は、これを上下２層に分け、上層部（その頂面が鋼材の
載荷面となる）を本発明合金の鋳造ブロックで形成し、
下層部（スキッドパイプに溶接等で固定される）は、ス
キッドパイプＰ内の冷却水による強い冷却作用が加わる
ので、従来の耐熱合金鋼のブロックとして、両者の重ね
合せ面を接合（例えば拡散接合）した積層構造体とする
ことも可能である。
ずしもその全体を本発明合金で形成する必要はなく、部
材の形状や使用耐用に応じて、他材種と組合せた複合体
とすることができる。例えば、ウオーキングビーム式鋼
材加熱炉のスキッドパイプに取付けられるスキッドボタ
ン（円錐台状ないし角錐台状のブロックである）の場合
は、これを上下２層に分け、上層部（その頂面が鋼材の
載荷面となる）を本発明合金の鋳造ブロックで形成し、
下層部（スキッドパイプに溶接等で固定される）は、ス
キッドパイプＰ内の冷却水による強い冷却作用が加わる
ので、従来の耐熱合金鋼のブロックとして、両者の重ね
合せ面を接合（例えば拡散接合）した積層構造体とする
ことも可能である。
【００１５】
〔１〕溶解精錬および鋳造 （溶解精錬） 炉壁ライニング：ジルコニア−マグネシア。 炉内雰囲気：Ａｒガス 脱窒・脱酸処理：取鍋内にミッシュメタルおよびフェロ
ジルコニウムを添加 ミッシュメタル ０．５％ Ｆｅ−Ｚｒ ０．５％ （鋳造） 鋳型：砂型（ジルニア系塗型剤を塗布） 鋳造サイズ：円柱形状（直径８０ｍｍ，高さ１２０ｍ
ｍ）。
ジルコニウムを添加 ミッシュメタル ０．５％ Ｆｅ−Ｚｒ ０．５％ （鋳造） 鋳型：砂型（ジルニア系塗型剤を塗布） 鋳造サイズ：円柱形状（直径８０ｍｍ，高さ１２０ｍ
ｍ）。
【００１６】表１左欄に供試合金の化学組成を示す。N
o.1〜5 は発明例、No.1１〜16は比較例である。比較例N
o.11 は従来の代表的耐熱合金であるＣｏ含有Ｎｉ- Ｃ
ｒ合金鋼(0.3Ｃ-27.1 Ｃｒ-19.8 Ｎｉ-40.4 Ｃｏ- Ｆ
ｅ) であり、No.12 〜16は、発明例と同じ高Ｃｒ合金で
あるが、No.12 は高周波溶解炉での溶解精錬を通常の条
件〔炉内雰囲気：大気）とし、鋳造は上記と同じ条件で
行って得られた合金（ＮまたはＯは本発明の上限値２０
００ｐｐｍを越えている）の例、No.13 は発明例と同様
にＮｂを含有する高Ｃｒ合金であるが、酸素および窒素
量が本発明の上限規定から逸脱している例、No.14 〜16
は、十分な脱酸・脱窒処理が施されているが、Ｎｂおよ
びＷのいずれも含有しない例である。
o.1〜5 は発明例、No.1１〜16は比較例である。比較例N
o.11 は従来の代表的耐熱合金であるＣｏ含有Ｎｉ- Ｃ
ｒ合金鋼(0.3Ｃ-27.1 Ｃｒ-19.8 Ｎｉ-40.4 Ｃｏ- Ｆ
ｅ) であり、No.12 〜16は、発明例と同じ高Ｃｒ合金で
あるが、No.12 は高周波溶解炉での溶解精錬を通常の条
件〔炉内雰囲気：大気）とし、鋳造は上記と同じ条件で
行って得られた合金（ＮまたはＯは本発明の上限値２０
００ｐｐｍを越えている）の例、No.13 は発明例と同様
にＮｂを含有する高Ｃｒ合金であるが、酸素および窒素
量が本発明の上限規定から逸脱している例、No.14 〜16
は、十分な脱酸・脱窒処理が施されているが、Ｎｂおよ
びＷのいずれも含有しない例である。
【００１７】図１は、発明例No.3の高Ｃｒ合金の鋳造組
織、図２は比較例No.13 の高Ｃｒ合金の鋳造組織をそれ
ぞれ示している（倍率×５０）。組織中に分散している
黒い点は非金属介在物（主としてＣｒの酸化物, 窒化
物）である。図２の高Ｃｒ合金（脱酸・脱窒不十分）
は、多量の酸化物，窒化物で汚染されているのに対し、
図１の高Ｃｒ合金（発明例）は汚染の少ない組織を呈し
ている。結晶粒度は約５２０μｍである。
織、図２は比較例No.13 の高Ｃｒ合金の鋳造組織をそれ
ぞれ示している（倍率×５０）。組織中に分散している
黒い点は非金属介在物（主としてＣｒの酸化物, 窒化
物）である。図２の高Ｃｒ合金（脱酸・脱窒不十分）
は、多量の酸化物，窒化物で汚染されているのに対し、
図１の高Ｃｒ合金（発明例）は汚染の少ない組織を呈し
ている。結晶粒度は約５２０μｍである。
【００１８】各供試合金鋳造ブロック（鋳造まま）から
試験片を切出し以下の高温試験を行って表１右欄に示す
結果を得た。 〔圧縮試験〕円柱状試験片（直径30mm, 高さ50mm）を、
炉内の固定台に直立設置して加熱保持し、試験片の上方
のラムを昇降駆動し試験片の頂面に垂直方向の圧縮荷重
を反復作用させて、圧縮クリープ変形量（Ｄ）を求め
る。 試験温度：１３５０℃、 荷重 ：０．５Kg／ｍｍ2 荷重付加パターン：荷重０．５Kg／ｍｍ2 の負荷（10秒
間）と無負荷（10秒間）〔負荷−無負荷の間の移行時間
は各々２秒）を１サイクルとし、２０００回反復する。 圧縮変形量の測定：試験片の試験前の高さ（Ｈ0 ）と、
試験後の高さ（Ｈ）とから、次式により圧縮変形率Ｄ
（％）を算出する。 圧縮変形率Ｄ（％）＝（Ｈ0 −Ｈ）／Ｈ ×１００
（％）
試験片を切出し以下の高温試験を行って表１右欄に示す
結果を得た。 〔圧縮試験〕円柱状試験片（直径30mm, 高さ50mm）を、
炉内の固定台に直立設置して加熱保持し、試験片の上方
のラムを昇降駆動し試験片の頂面に垂直方向の圧縮荷重
を反復作用させて、圧縮クリープ変形量（Ｄ）を求め
る。 試験温度：１３５０℃、 荷重 ：０．５Kg／ｍｍ2 荷重付加パターン：荷重０．５Kg／ｍｍ2 の負荷（10秒
間）と無負荷（10秒間）〔負荷−無負荷の間の移行時間
は各々２秒）を１サイクルとし、２０００回反復する。 圧縮変形量の測定：試験片の試験前の高さ（Ｈ0 ）と、
試験後の高さ（Ｈ）とから、次式により圧縮変形率Ｄ
（％）を算出する。 圧縮変形率Ｄ（％）＝（Ｈ0 −Ｈ）／Ｈ ×１００
（％）
【００１９】〔引張クリープ破断試験〕試験片（直径10
mm, 長さ100mm ）を1250℃に加熱し、1.0 Kgf/mm2 の引
張応力を加え、破断に到るまでの時間（Ｈｒ）を測定。 〔３〕酸化試験 試験片（直径10mm, 長さ80mm) を加熱炉（大気雰囲気）
内で、1350℃に100 時間加熱保持する。試験前後の試験
片の重量変化から酸化減量（mm／year）を求める。
mm, 長さ100mm ）を1250℃に加熱し、1.0 Kgf/mm2 の引
張応力を加え、破断に到るまでの時間（Ｈｒ）を測定。 〔３〕酸化試験 試験片（直径10mm, 長さ80mm) を加熱炉（大気雰囲気）
内で、1350℃に100 時間加熱保持する。試験前後の試験
片の重量変化から酸化減量（mm／year）を求める。
【００２０】
【表１】
【００２１】表１に示したとおり、発明例No. １〜５
は、従来の代表的耐熱合金であるＣｏ含有Ｃｒ−Ｎｉ合
金鋼（No.11 ）に比し、高温域における格段にすぐれた
圧縮変形抵抗性、クリープ破断強度、および耐酸化性等
を有している。また、発明例のものは、比較例No.12 〜
No.16 との対比から明らかなように、同じ高Ｃｒ基合金
であっても、酸素または窒素含有量の高いもの（No.12,
13 ）や、酸素・窒素量が十分に低減されていても、Ｎ
ｂ，Ｗを含有しない組成のもの（No.14 〜16）と比べ
て、圧縮変形抵抗性や引張クリープ特性が著しく改善さ
れている。
は、従来の代表的耐熱合金であるＣｏ含有Ｃｒ−Ｎｉ合
金鋼（No.11 ）に比し、高温域における格段にすぐれた
圧縮変形抵抗性、クリープ破断強度、および耐酸化性等
を有している。また、発明例のものは、比較例No.12 〜
No.16 との対比から明らかなように、同じ高Ｃｒ基合金
であっても、酸素または窒素含有量の高いもの（No.12,
13 ）や、酸素・窒素量が十分に低減されていても、Ｎ
ｂ，Ｗを含有しない組成のもの（No.14 〜16）と比べ
て、圧縮変形抵抗性や引張クリープ特性が著しく改善さ
れている。
【００２２】
【発明の効果】本発明の高Ｃｒ合金は、合金組成および
窒素・酸素量の低減効果として、卓抜した高温圧縮強
度、耐酸化性等のプチャー強度を具備しており、例えば
鋼材加熱炉内のウオーキングビームコンベアを構成する
スキッドボタン等の炉床部材として適用することによ
り、近時の高温操炉環境に対する炉床部材の安定化、耐
久性の向上・メンテナンスの軽減等の効果が得られ、ま
た炉床部材に対する強制冷却を緩和することができ、被
加熱鋼材のスキッドマークの軽減・均一加熱による鋼材
圧延品質の向上等の効果、および冷却水による炉内の熱
損失量の減少・省エネルギ効果等を得ることができる。
窒素・酸素量の低減効果として、卓抜した高温圧縮強
度、耐酸化性等のプチャー強度を具備しており、例えば
鋼材加熱炉内のウオーキングビームコンベアを構成する
スキッドボタン等の炉床部材として適用することによ
り、近時の高温操炉環境に対する炉床部材の安定化、耐
久性の向上・メンテナンスの軽減等の効果が得られ、ま
た炉床部材に対する強制冷却を緩和することができ、被
加熱鋼材のスキッドマークの軽減・均一加熱による鋼材
圧延品質の向上等の効果、および冷却水による炉内の熱
損失量の減少・省エネルギ効果等を得ることができる。
【図１】本発明の高Ｃｒ合金の組織を示す図面代用顕微
鏡写真（倍率×５０）である。
鏡写真（倍率×５０）である。
【図２】従来の高Ｃｒ合金の組織を示す図面代用顕微鏡
写真（倍率×５０）である。
写真（倍率×５０）である。
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｃｒ：７０％以上，Ｎｂおよび／または
Ｗ: ０．５〜５％（両元素を同時に含有する場合の合計
量: ０．５〜５％）を含有し、Ｎ：２０００ｐｐｍ以
下，Ｏ：２０００ｐｐｍ以下，残部実質的にＦｅからな
る超耐熱高Ｃｒ合金。 - 【請求項２】 請求項１に記載の超耐熱高Ｃｒ合金から
なる鋼材加熱炉の炉床部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3986996A JPH09235642A (ja) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | 超耐熱高Ｃｒ合金および鋼材加熱炉の炉床部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3986996A JPH09235642A (ja) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | 超耐熱高Ｃｒ合金および鋼材加熱炉の炉床部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09235642A true JPH09235642A (ja) | 1997-09-09 |
Family
ID=12564990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3986996A Pending JPH09235642A (ja) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | 超耐熱高Ｃｒ合金および鋼材加熱炉の炉床部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09235642A (ja) |
-
1996
- 1996-02-27 JP JP3986996A patent/JPH09235642A/ja active Pending
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