JPH101732A

JPH101732A - 耐食耐熱Ｎｉ基合金

Info

Publication number: JPH101732A
Application number: JP34757996A
Authority: JP
Inventors: Yuzo Kawahara; 雄三川原; Koji Sasaki; 宏二佐々木; Shigeharu Matsuura; 重治松浦; Shizuo Yasuda; 静生保田; Yuji Nakagawa; 裕二中川
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1996-04-09
Filing date: 1996-12-26
Publication date: 1998-01-06
Anticipated expiration: 2016-12-26
Also published as: JP3300747B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ごみ焼却ボイラ排ガスなどの塩化物、硫酸
塩、酸化物などを含むダストが存在する雰囲気中で優れ
た耐高温腐食性を発揮する塑性加工性、溶接性、高温強
度特性、高温長時間使用時の組織安定性が良好な耐食耐
熱Ｎｉ基合金を提供すること。【解決手段】成分組成が重量％でＣ：０．０１〜０．
３％、Ｓｉ：２〜４．３％、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：
０．０３％以下、Ｃｒ：２２〜３１％、Ｆｅ：８〜３０
％、Ｍｎ：０．１〜３％、Ｎｂ及び／又はＴａ：０．１
〜１％、Ｔｉ：０．０３〜０．６％、Ａｌ：０．０３〜
０．６％、Ｂ：０．００１〜０．０１％、不可避不純物
及び残部Ｎｉからなることを特徴とする耐食耐熱Ｎｉ基
合金。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はごみ焼却ボイラ排ガ
スなどの塩化物、硫酸塩、酸化物などを含むダストが存
在する雰囲気中で優れた耐高温腐食性を発揮する塑性加
工性、溶接性、高温強度特性、高温長時間使用時の組織
安定性が良好な耐食耐熱Ｎｉ基合金に関する。

【０００２】

【従来の技術】都市ごみ、産業廃棄物等には多種多様な
物質が含まれており、中でもＣｌ、Ｓは燃焼によりＨＣ
ｌ、ＳＯ₂を発生するとともに同時に含まれるＮａ、
Ｋ、Ｃａなどのアルカリ、アルカリ土類金属あるいはＰ
ｂ、Ｚｎなどの重金属類と反応して低融点の塩化物、硫
酸塩の混合塩を含むダストを生成する。このような腐食
性ガス、付着ダストの存在下では従来の低合金鋼、ステ
ンレス鋼、Ｎｉ基合金、Ｃｏ基合金は大きな腐食速度を
示す。中でも上記燃焼炉の廃熱を回収し、発電を行うた
めのボイラではボイラ管の腐食損傷が激しく、省エネル
ギー、省資源、環境保全の面から強力に進められている
ボイラの高効率化に対して優れた耐食性を発揮するボイ
ラ管用高温耐食材料の出現が求められている。

【０００３】例えば、既存のＮｉ基合金の６２５合金
（Ａｌｌｏｙ６２５）はこのような環境下で比較的良好
な耐食性を示すことが知られているが、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎ
ｂを多く含んでおり、これらによりＮｉ₃Ｎｂなどの金
属間化合物が析出するため、高温強度が高い反面、チュ
ーブ成形性、チューブ曲げ加工性があまり良くなく、ボ
イラへ使用する際に形状等が限定される。また、５００
℃以上の高温で長時間使用する場合、金属間化合物の析
出が進行するため脆化傾向を示すなど、高温での組織安
定性が悪く、高温高圧下で使用する場合使用温度などに
制限を受ける。さらに、高濃度のＭｏを含有することも
チューブ成形性悪化、コスト増加を招く要因となってい
る。

【０００４】一方、上記のような環境下で良好な耐食性
を発揮する合金として、Ｓｉを比較的多く含むＣｒ−Ｎ
ｉ−Ｆｅ系合金が提案されている（例えば特公平３−６
９９７７号公報、特開平４−８３８４２号公報など）。
Ｓｉを多く含む合金では一般にＮｉ₃Ｓｉなどの金属間
化合物が析出するため、チューブ成形性、加工性、溶接
性を悪化させるほか、高温長時間使用時に脆化、耐食性
劣化などが起こるためボイラ管としての利用は例が見ら
れず、成分的な工夫が必要であるが、前出の公報に記載
された技術でもこのようなシームレス管成形性、高温長
時間使用時の組織安定性は考慮されていない。

【０００５】また、廃棄物燃焼環境下で使用される材料
の耐食性評価の精度を向上させるためには、実機に付着
する塩化物、硫酸塩、酸化物の混合したダスト雰囲気を
模擬した実験室条件下、あるいは実機中での評価が不可
欠となっているが、前記の公報ではこのような評価がな
されておらず、ボイラ管としての耐食性の判定が困難で
ある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記従来技術
の実情に鑑み、ごみ焼却ボイラ排ガスなどの塩化物、硫
酸塩、酸化物などを含むダストが存在する雰囲気中で優
れた耐高温腐食性を発揮する塑性加工性、溶接性、高温
強度特性、高温長時間使用時の組織安定性が良好な耐食
耐熱Ｎｉ基合金を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は（１）成分組成
が重量％でＣ：０．０１〜０．３％、Ｓｉ：２〜４．３
％、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｃｒ：
２２〜３１％、Ｆｅ：８〜３０％、Ｍｎ：０．１〜３
％、Ｎｂ及び／又はＴａ：０．１〜１％、Ｔｉ：０．０
３〜０．６％、Ａｌ：０．０３〜０．６％、Ｂ：０．０
０１〜０．０１％、不可避不純物及び残部Ｎｉからなる
ことを特徴とする耐食耐熱Ｎｉ基合金、（２）前記
（１）の耐食耐熱Ｎｉ基合金にＮ、Ｍｏ、Ｗ及びＣｏか
らなる群から選ばれる１種以上の元素を、重量％でＮ：
０．０５〜０．５％、Ｍｏ：０．３〜５％、Ｗ：０．５
〜３％、Ｃｏ：０．５〜３％となるような範囲で添加し
てなることを特徴とする耐食耐熱Ｎｉ基合金及び（３）
前記（１）又は（２）の耐食耐熱Ｎｉ基合金に希土類金
属、アルカリ土類金属及びＺｒからなる群から選ばれる
１種以上の元素を、重量％で希土類金属：０〜０．１
％、アルカリ土類金属：０〜０．１％、Ｚｒ：０〜０．
２％となるような範囲で添加してなることを特徴とする
耐食耐熱Ｎｉ基合金である。

【０００８】本発明の耐食耐熱Ｎｉ基合金は、前記従来
技術の課題を解決するため、廃棄物燃焼環境などの高温
腐食性条件下で使用できる優れた高温耐食性を有する材
料を開発すべく鋭意研究を行った結果見出されたもので
ある。本発明合金の成分、組成は従来の材料と比較して
次のような特徴を有している。

【０００９】ＣｌやＳを含む燃焼ガス及び溶融ダスト付
着環境下で起こる高温腐食は複数の反応が同時に起こる
複合腐食であるが、その反応としてはＨＣｌ、Ｃｌ₂あ
るいは塩化物による塩化反応、ＳＯｘ、Ｈ₂Ｓあるいは
硫酸塩による硫化反応、Ｏ₂、Ｈ₂Ｏ等による酸化反応
及び溶融塩に対する溶解反応などがあり、これらが同時
に起こる条件下ではＣｒ、Ｓｉ、Ｆｅ及びＮｉ量の最適
化により腐食反応を抑制する必要がある。

【００１０】オーステナイト系ステンレス鋼やＣｒ−Ｎ
ｉ−Ｆｅ−Ｓｉ合金ではＣｒ、ＳｉはそれぞれＣｒ₂Ｏ
₃、ＳｉＯ₂等の酸化物あるいはこれらの複合酸化物を
形成する保護皮膜形成元素であり、従来より酸化、硫化
に対しては有効なことが確認されており、通常それぞれ
Ｃｒ：１５重量％以上、Ｓｉ：２重量％以上が添加され
る。一方、塩化に対してはＮｉが有効であり、通常Ｎ
ｉ：１４重量％以上が添加される。Ｃｒ、Ｓｉ、Ｆｅは
添加量によっては有害となる場合も見られているが，最
適添加量については未だ充分に解明されていなかった。

【００１１】本発明者らは、複合腐食反応下で最も耐食
性が良好となる成分範囲を鋭意研究した結果、Ｃｒ、Ｎ
ｉ、Ｆｅ、Ｓｉの成分添加量を前記範囲とすることによ
り、これら４元素の複合添加効果が発揮され、今までに
ない高耐食性が得られることがわかった。Ｓｉは添加量
が多い場合、Ｎｉ₃Ｓｉ等の金属間化合物が析出するた
め高温における組織不安定、脆化、塑性加工困難等の不
具合を生じる。このような不具合を解消するため、本発
明合金ではＣｒ量を２２重量％以上と増加させ、Ｓｉ量
を４．３重量％以下に規制することにより有害な金属間
化合物が多く析出することを防止し、オーステナイト単
相組織とすることにより上記特性の改善をはかった。

【００１２】ＳｉはＮｉと低融点共晶を形成し易いた
め、溶接時の耐高温割れ、熱間加工性等の面で有害な元
素であるが、少量のＭｎ、Ｎｂ及び／又はＴａ、Ｍｏを
添加することでこれらの影響を防止した。

【００１３】Ｎｂ及び／又はＴａ、ＭｏはＣｌに対する
耐食性に有効な元素であり、これらの元素の少量添加に
よりさらに耐食性の改善をはかることができる。なお、
Ｐ及びＳについては溶接性、耐食性に有害な成分である
ため、できるだけ少量とするのが好ましい。

【００１４】本発明の合金においては高温引張特性、ク
リープ特性を改善するためＣ、Ｎｂ及び／又はＴａ、Ｔ
ｉ、Ａｌ、Ｂを少量添加して炭化物及び金属間化合物に
よる析出強化、固溶強化をはかっている。Ｎ、Ｚｒ等を
少量添加することによっても同様の効果が得られる。

【００１５】本発明の合金は少量元素の添加、特にＭ
ｎ、また、必要によりＣｏの少量添加により、特にシー
ムレス管加工性が向上するため、ボイラなどの厚肉、小
径チューブの製作が容易となった。また、希土類金属
（Ｌａ、Ｃｅ、Ｙなど）、アルカリ土類金属（Ｃａ、Ｍ
ｇなど）の微量添加は合金の清浄化に寄与し、上記各性
質の改善作用があり、特に酸化反応に対して有効と考え
られる。

【００１６】本発明の合金の均一化熱処理は１１００〜
１２００℃で行い、また、鍛造、熱間加工は１０００〜
１２００℃の範囲で行うのが最適である。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の合金はその主要構成元素
であるＮｉ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｆｅの複合添加効果及び少量
のＭｎ、Ｃ、Ｎｂ及び／又はＴａ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｂの添
加により、Ｃｌ、Ｓの存在下で優れた耐高温腐食性を
発揮、高温長時間使用下における多量の金属間化合物
の析出を防止し、金属組織の安定化を達成、鍛造性、
熱間加工性を改善してシームレスチューブ等の製造性を
向上、溶接割れを防止するなど、高温耐食材料、特に
ボイラ管としての優れた性能を発揮する。各元素の効果
及び合金元素組成を限定した理由については以下に記述
する。

【００１８】（１）Ｃｒ、Ｓｉ、Ｆｅ：これらの元素は
それぞれＣｒ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、Ｆｅ ₃Ｏ₄（Ｆｅ₂Ｏ
₃）として燃焼ガス中にて緻密な酸化皮膜を形成する元
素であり、特にＣｒ、ＳｉはＳＯｘあるいはＨ₂Ｓ又は
硫酸塩による高温腐食環境下で有効な耐食性付与元素と
して知られている。しかし，これら元素単独では強い腐
食性を有するＨＣｌあるいはＣｌ₂及び塩化物を含む溶
融ダスト付着下では耐食性の発揮が十分ではない。

【００１９】本発明の合金では基材であるＮｉにＣｒを
２２〜３１重量％、好ましくは２３〜２８重量％、Ｓｉ
を２〜４．３重量％、好ましくは２．５〜４重量％、Ｆ
ｅを８〜３０重量％、好ましくは９〜２８重量％添加
し、複合添加効果により従来のＮｉ基合金に比べ格段に
優れた耐食性を発揮させている。Ｃｒがこの成分範囲よ
り多く含まれた場合には耐食性が劣化し、また少ない場
合にはＮｉ₃Ｓｉ等の金属間化合物が多く出現し、熱間
加工性の低下、高温長時間使用による組織の不安定化、
材料の脆化が促進される。一方、Ｓｉは多い程耐食性が
向上するが加工性、溶接性の低下が起こるため上限を
４．３重量％とした。さらに、Ｆｅは本発明の合金成分
として不可欠な耐食性向上元素であり、前記範囲内にお
いて最もよい耐食性を示す。ＦｅはＣｌの多少にかかわ
らず良好な耐食性を維持するためには１６重量％以下、
好ましくは９〜１３重量％とすることが必要であるが、
Ｃｌが少なくＳの多い条件下では３０重量％まで増加さ
せても６２５合金に比較して良好な耐食性を保持してい
る。そのため、Ｆｅの上限値を３０重量％とした。耐食
性の許容範囲内においてＦｅの含有量を増すことにより
塑性加工性が向上する効果がある。

【００２０】（２）Ｎｉ：Ｎｉはオーステナイト単相組
織を得るために不可欠な元素であり、本合金のベース金
属であって、Ｃｌに対する耐食性向上に不可欠な元素で
ある。５２重量％以上の量が必要である。なお、Ｎｉの
含有量は３５重量％以上とし、Ｃｌの多少にかかわらず
良好な耐食性を維持するためには５２重量％以上とする
のが好ましい。

【００２１】（３）Ｃ：Ｃの含有量が多くなるとクロム
炭化物の粒界析出などにより耐食性を劣化させ、脆化を
促進する要因となるため上限を０．３重量％とした。一
方、微量の添加は高温強度、耐クリープ性の向上に有効
であり、下限を０．０１重量％とした。好ましい範囲と
しては０．０１〜０．０５重量％である。

【００２２】（４）Ｐ、Ｓ：不純物として含有される
Ｐ、Ｓは耐食性を劣化させるのみならず、熱間加工性、
溶接性などの加工性を悪くするため少ない方が好まし
く、上限を０．０３重量％とした。

【００２３】（５）Ｎｂ、Ｔａ：Ｎｂ及びＴａは炭化物
の安定化、Ｃの固定及び耐食性向上に有効であるが、時
効性、組織安定性の面から両者の合計で０．１〜１重量
％、好ましくは０．２５〜０．３５重量％とした。

【００２４】（６）Ｍｎ：Ｍｎは脱Ｓ効果などにより不
純物による害を除く他、少量の添加により耐食性、加工
性、溶接性を改善する効果を有しており、耐食性を劣化
させない範囲で０．１〜３重量％、好ましくは０．５〜
１．５重量％の少量を添加することとした。

【００２５】（７）Ａｌ、Ｔｉ：Ａｌ及びＴｉは脱酸化
剤として一般に用いられるが、多量に添加すると金属間
化合物が生成し、組織安定性、塑性加工性が悪くなるた
め両者とも上限を０．６重量％とした。一方、Ｎｉ
₃（Ａｌ，Ｔｉ）等の析出による高温強度向上効果を付
与するためには０．０３重量％以上の添加が必要であ
る。好ましい範囲としてはいずれも０．０５〜０．４重
量％である。

【００２６】（８）Ｂ：Ｂの少量の添加は結晶粒界の強
化に有効ではあるが、多量に添加すると金属間化合物析
出による脆化、加工性低下につながるため、上限を０．
０１重量％とした。

【００２７】また、本発明の耐食耐熱Ｎｉ基合金は前記
元素を基本構成成分とするものであるが、さらに目的に
応じて以下に示す元素を少量あるいは微量添加すること
により前記基本組成合金の性質を改善することができ
る。

【００２８】（９）Ｎ：Ｎは窒化物の析出により高温強
度向上に有効である。また、オーステナイト相の安定
化、粒界腐食の防止に有効であるが、多量の添加により
材料の脆化、時効性を促進するため０．０５〜０．５重
量％の範囲内で添加する。

【００２９】（１０）Ｍｏ：ＭｏはＣｒの添加と合せて
耐食性向上、強度向上に寄与する元素であるが、多量に
添加すると塑性加工性が劣化するため上限を５重量％と
設定した。一方、溶接性、耐食性などの性質改善には
０．３重量％以上の添加が必要である。好ましい範囲と
しては０．５〜３重量％である。

【００３０】（１１）Ｗ：ＷはＭｏと同様な効果を有す
る元素であるが、多量の添加は機械加工性に有害なため
０．５〜３重量％の少量添加とするのが好ましい。

【００３１】（１２）Ｃｏ：Ｃｏは耐食性を劣化させ
ず、塑性加工性を向上させる効果があり０．５〜３重量
％の範囲で添加することができる。

【００３２】（１３）希土類元素：Ｌａ、Ｃｅ、Ｙ、Ｈ
ｆなどの希土類元素は、酸化皮膜の密着性を向上させ、
耐硫化性、耐酸化性向上に有効であり、また材料の清浄
化にも有効であることから機械的性質を大きく変えない
０．１重量％以下の範囲で添加することができる。

【００３３】（１４）Ｚｒ、アルカリ土類金属：Ｚｒ及
びＣａ、Ｍｇなどのアルカリ土類金属はＮｉ基合金の結
晶粒界を強化し、耐クリープ性などを改善する必要があ
る場合にＺｒは０．２重量％以下、アルカリ土類金属は
０．１重量％以下の微量添加することができる。

【００３４】本発明の耐食耐熱Ｎｉ基合金は都市ごみ、
産業廃棄物、汚泥などの不均一な廃棄物を燃焼させる焼
却炉及びこれに付属するボイラ、金属部品、火格子など
の高温耐食性を要求される部材に好適に適用できる。ま
た、同様なＣｌ、Ｓを含む高温雰囲気下におかれる化石
燃料燃焼装置、化学プラント、一般機器の高温耐食材料
としても優れた耐食性、耐熱性、組織安定性を発揮す
る。この耐食耐熱Ｎｉ基合金の利用形態としてはシーム
レスチューブ、圧延板のほか、鋳物あるいはクラッド管
などが可能である。また、粉末を製作することにより溶
射、肉盛、粉末成形品などとして利用することもでき
る。

【００３５】

【実施例】以下実施例により本発明をさらに具体的に説
明する。〔実験例１〕本発明の耐食耐熱Ｎｉ基合金における主要
成分であるＣｒ、Ｆｅ及びＳｉ、任意添加成分であるＭ
ｏの成分範囲を定めるため、Ｎｉ基合金にそれぞれの成
分を添加し、その添加量の腐食減量との関係を調べた。
試料はそれぞれの組成の原料を使用し、後述の実施例１
と同様の方法により試験片を作製した。試験方法も後述
の実施例１と同様の方法により行った。

【００３６】図３は４Ｓｉ−１０Ｆｅ−Ｎｉ基合金に対
するＣｒの添加効果を示すが、灰ＡにおいてはＣｒ量が
２２〜３１重量％で腐食減量が最小値となる。一方、灰
ＢではＣｒ量による大きな差は見られない。両方の灰に
ついて良好な耐食性を発揮する成分範囲として上記範囲
を定めた。

【００３７】図４は２０Ｃｒ−４Ｓｉ−Ｎｉ基合金に対
するＦｅの添加効果を示す。灰Ａ、ＢともＦｅ１０重量
％のところで腐食減量の最小値が認められており、既存
合金の６２５合金との差が小さい灰Ｂにおいても、Ｆｅ
量が８〜１６重量％の範囲で良好な耐食性を示す。この
ようなＦｅ１０重量％での腐食減量は、図３の傾向か
ら、Ｃｒ量を２５重量％とすることによりさらに低下
し、良好な耐食性となることは明らかである。一方、Ｃ
ｌの少ない灰ＡについてはＦｅが３０重量％程度までは
６２５合金に比較して腐食減量が半分以下という良好な
耐食性を示している。ただし、Ｃｒ量が多い場合、Ｆｅ
量が３０重量％を超えると５５０℃以上の高温で長時間
使用するとα相、σ相等の異相が析出しやすくなり、耐
食性劣化、脆化など性能低下が大きくなる。

【００３８】図５は２０Ｃｒ−Ｎｉ基合金に対するＳｉ
の添加効果を示す。この場合は、Ａ、Ｂ両灰ではＳｉ量
による傾向は逆傾向を示しているが、灰Ａの結果からＳ
ｉが２重量％以上においてインコネル６２５（６２５合
金）より耐食性向上が見られる。Ｓｉ量の上限値４．３
重量％については、後述する高温での組織安定性により
決定した。

【００３９】図６は２０Ｃｒ−４Ｓｉ−Ｎｉ基合金に対
するＭｏの添加効果を示す。Ｍｏは両灰ともに耐食性向
上に有効であるが、５重量％を超えて添加した場合には
σ相等の析出を促進するため、材質の脆化あるいは塑性
加工性が悪くなることから上限を５重量％とした。

【００４０】後述の表２に示す合金は、上記のＣｒ、Ｆ
ｅ及びＳｉを添加したＮｉ基合金にさらにＣ、Ｍｎ、Ｎ
ｂ及び／又はＴａ、Ａｌ、Ｔｉ及びＢを添加し、さらに
必要によりＮ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｏ、希土類金属、アルカリ
土類金属及びＺｒからなる群から選ばれる１種以上が少
量添加されたものであり、これらの少量添加元素の効果
については前述のとおりである。

【００４１】〔実施例１〕本発明の耐食耐熱Ｎｉ基合金
のごみ焼却炉燃焼ガス環境下における耐食性を評価する
ため、実験室模擬環境下で腐食試験を行った。試験は図
１に示すように磁性ルツボ１内に充填した灰（表１の灰
Ａ又は灰Ｂ）２の中に試験片３を埋め込み、密閉容器中
で表１に示す組成の混合ガスが５５０℃で毎分６００ミ
リリットル流れる環境下に１００時間保持した後、腐食
減量及び粒界腐食深さを測定することによって行った。
試験片は表２に示す組成の原料を使用し、２０ｋｇの原
料を真空溶解してインゴットを作製し、１１５０℃で均
一化熱処理後、１０００〜１２００℃で熱間鍛造を行
い、最終的に１１５０℃で溶体化処理を行って得た厚さ
２０ｍｍの板状試験材から縦１４ｍｍ、横１４ｍｍ、厚
さ３ｍｍの小試験片を加工して供試した。試験結果を表
３に示す。

【００４２】表３の結果から、本発明合金である試験材
Ｎｏ．１〜８は熱間鍛造のクラック発生が見られず、鍛
造性が良好であるとともに実機から採取したＣｌが２．
２４重量％及び１０．１重量％である灰Ａ及びＢの付着
条件において、例えば既存合金６２５（試験材Ｎｏ．１
２）に比べ腐食減量が非常に小さく、従来の比較合金に
比べ優れた耐食性を有していることがわかる。一方、試
験材Ｎｏ．９、１０では灰Ａの条件では既存合金より耐
食性が優れており、このようなＣｌの少ない実機条件で
は高耐久性を有すると考えられる。また、この種の環境
においてしばしば発生が見られる粒界腐食等の局部腐食
の発生がほとんど認められない。

【００４３】

【表１】

【００４４】

【表２】

【００４５】

【表３】

【００４６】〔実施例２〕本発明合金の高温長時間使用
時の組織安定性、金属間化合物の析出傾向を調査するた
め、表２に示した組成の試験片を使用して５５０℃で１
０００時間の加熱試験を行い、硬さ変化を調べた。な
お、試験は実施例１に準じて作製した縦１４ｍｍ、横１
４ｍｍ、厚さ３ｍｍの試験片を用いて行った。試験結果
を表４に示すが、本発明合金の組成範囲では硬さ変化が
小さく（約ＨＶ１７０以下）、組織安定性が優れている
ことがわかる。一方、比較合金では約ＨＶ２５０以上と
金属間化合物の析出により大きな硬さ変化を示してい
る。

【００４７】特に、Ｃｒ及びＳｉについては組織安定性
に重要であり、比較合金の試験材Ｎｏ．１４〜１６にお
けるＣｒ：２０．１重量％以下、Ｓｉ：４．３４重量％
以上では金属間化合物析出による硬さの増加が大きい。
そのためＣｒの下限を２２重量％、Ｓｉの上限値を４．
３重量％とした。

【００４８】

【表４】

【００４９】〔実施例３〕実施例２で使用した試験材の
代表的なものについて溶接試験を行った。試験は図２に
示すように厚さ２０ｍｍの板状試験片上にＴＩＧにて溶
かし込み溶接、６２５フィラーを使用したＭＡＧ溶接を
行い、表面及び断面における溶接欠陥、溶接割れの確認
を行った。その結果は表５に示すとおりであり、溶接ビ
ート及びＨＡＺ部における有害な欠陥は見られず良好な
溶接性を有していることが確認された。

【００５０】

【表５】

【００５１】

【発明の効果】本発明のＮｉ基合金は、ごみ焼却炉燃焼
ガス中などＣｌ、Ｓを多く含む高温腐食環境下において
優れた耐高温腐食性を有し、かつ、高温長時間使用時の
組織安定性、溶接性、塑性加工性が優れた耐食耐熱Ｎｉ
基合金である。このＮｉ基合金はシームレスチューブ、
クラッドチューブあるいは粉末などの任意の形態で安価
に供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１における腐食試験の状況を示す説明
図。

【図２】実施例３における溶接試験の状況を示す説明
図。

【図３】４Ｓｉ−１０Ｆｅ−Ｎｉ基合金のＣｒ含有量と
腐食減量の関係を示す図。

【図４】２０Ｃｒ−４Ｓｉ−Ｎｉ基合金のＦｅ含有量と
腐食減量の関係を示す図。

【図５】２０Ｃｒ−Ｎｉ合金のＳｉ含有量と腐食減量の
関係を示す図。

【図６】２０Ｃｒ−４Ｓｉ−Ｎｉ合金のＭｏ含有量と腐
食減量の関係を示す図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者保田静生神奈川県横浜市中区錦町12番地三菱重工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者中川裕二神奈川県横浜市中区錦町12番地三菱重工業株式会社横浜製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】成分組成が重量％でＣ：０．０１〜０．
３％、Ｓｉ：２〜４．３％、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：
０．０３％以下、Ｃｒ：２２〜３１％、Ｆｅ：８〜３０
％、Ｍｎ：０．１〜３％、Ｎｂ及び／又はＴａ：０．１
〜１％、Ｔｉ：０．０３〜０．６％、Ａｌ：０．０３〜
０．６％、Ｂ：０．００１〜０．０１％、不可避不純物
及び残部Ｎｉからなることを特徴とする耐食耐熱Ｎｉ基
合金。
【請求項２】請求項１の耐食耐熱Ｎｉ基合金にＮ、Ｍ
ｏ、Ｗ及びＣｏからなる群から選ばれる１種以上の元素
を、重量％でＮ：０．０５〜０．５％、Ｍｏ：０．３〜
５％、Ｗ：０．５〜３％、Ｃｏ：０．５〜３％となるよ
うな範囲で添加してなることを特徴とする耐食耐熱Ｎｉ
基合金。
【請求項３】請求項１又は２の耐食耐熱Ｎｉ基合金に
希土類金属、アルカリ土類金属及びＺｒからなる群から
選ばれる１種以上の元素を、重量％で希土類金属：０〜
０．１％、アルカリ土類金属：０〜０．１％、Ｚｒ：０
〜０．２％となるような範囲で添加してなることを特徴
とする耐食耐熱Ｎｉ基合金。