JPH10183305A - 高強度耐食耐熱合金 - Google Patents
高強度耐食耐熱合金Info
- Publication number
- JPH10183305A JPH10183305A JP8347581A JP34758196A JPH10183305A JP H10183305 A JPH10183305 A JP H10183305A JP 8347581 A JP8347581 A JP 8347581A JP 34758196 A JP34758196 A JP 34758196A JP H10183305 A JPH10183305 A JP H10183305A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- corrosion
- weight
- corrosion resistance
- strength
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title claims abstract description 75
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims abstract description 75
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 50
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 claims description 9
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims description 6
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 14
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 abstract description 13
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 7
- 239000000428 dust Substances 0.000 abstract description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 24
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 20
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 5
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 4
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- -1 chromium carbides Chemical class 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 3
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 229910019590 Cr-N Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910019588 Cr—N Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000002301 combined effect Effects 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 238000005987 sulfurization reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018507 Al—Ni Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017082 Fe-Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017133 Fe—Si Inorganic materials 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940123973 Oxygen scavenger Drugs 0.000 description 1
- 229910005965 SO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018619 Si-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008289 Si—Fe Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910011212 Ti—Fe Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 229910000963 austenitic stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001192 hot extrusion Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005486 sulfidation Methods 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Abstract
塩、酸化物などを含むダストが存在する雰囲気中で優れ
た耐高温腐食性を有し、高温強度特性、塑性加工性、溶
接性、高温長時間使用時の組織安定性が良好な高強度耐
食耐熱合金を提供すること。 【解決手段】 重量%でC:0.3%以下、Si:2.
4〜6%、P:0.03%以下、S:0.03%以下、
Cr:15〜31%、Ni:23〜41%、Mn:0.
1〜4%、Nb及び/又はTa:0.1〜0.8%、
B:0.001〜0.01%、Ti:0.03〜0.6
%、Al:0.03〜0.6%、N:0.01〜0.4
%を含み、残部がFe及び不可避的不純物(ただしFe
は30%を超え、50%以下)からなることを特徴とす
る高強度耐食耐熱合金。
Description
スなどの塩化物、硫酸塩、酸化物などを含むダストが存
在する燃焼ガス中で優れた耐高温腐食性を発揮する高温
強度特性、塑性加工性、溶接性、高温長時間使用時の組
織安定性が良好な高強度耐食耐熱合金に関する。
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、Fe基合金、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及び付属金物等の
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用高温耐食材料の出現が
求められている。
1Cr−9Mo−4Fe−4Nb−0.2Ti−0.2
Al−Ni bal. )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、Mo、Al、T
i、Nbを多く含んでおり、これらにより金属間化合物
が析出し、高温強度が高い反面、チューブ成形性、チュ
ーブ曲げ加工性が悪く、ボイラへ使用する際に形状等が
限定されてしまう。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。また、All
oy825(21Cr−3Mo−42Ni−2Cu−1
Ti−Fe bal. )はAlloy625よりコストは低
いが500℃以上の高温では耐食性が悪化するため使用
温度が限定される。
を発揮する合金として、Siを比較的多く含むCr−N
i−Fe系合金が知られている(日本特許第16082
95号、1316994号、特開平7−216483号
公報、特開平5−320795号公報など)。また、J
IS規格においてもSUSXM15J1など高Siステ
ンレス鋼が規定されている。Siは耐食性向上に有効な
反面チューブ成形性、加工性、溶接性、クリープ特性を
悪化させ、高温長時間使用時に脆化などが起こるため高
Si合金のボイラ管としての利用はあまりなく、成分的
な工夫が必要である。前出の特許等においてもこのよう
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。さらに、多量にSiを含有する合
金は溶接性が劣り、Si含有により合金の融点が低下す
るため溶接時の高温割れが発生しやすく、成分的な工夫
が必要である。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、前記特許等においてはこのような評価は
なされておらず、この種の腐食環境下での耐食性の優劣
の見極めが困難である。
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有し、高温強度特性、塑性加工性、
溶接性、高温長時間使用時の組織安定性が良好な高強度
耐食耐熱合金を提供することを目的とする。
C:0.3%以下、Si:2.4〜6%、P:0.03
%以下、S:0.03%以下、Cr:15〜31%、N
i:23〜41%、Mn:0.1〜4%、Nb及び/又
はTa:0.1〜0.8%、B:0.001〜0.01
%、Ti:0.03〜0.6%、Al:0.03〜0.
6%、N:0.01〜0.4%を含み、残部がFe及び
不可避的不純物(ただしFeは30%を超え、50%以
下)からなることを特徴とする高強度耐食耐熱合金及び
(2)前記(1)の成分に加えてMo、W、希土類金
属、Co、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Mo:0.3〜5
%、W:0.2〜5%、希土類金属:0.4%以下、C
o:0.1〜4%、アルカリ土類金属:0.1%以下、
Zr:0.8%以下の割合で含有してなることを特徴と
する高強度耐食耐熱合金である。
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高
強度耐食耐熱合金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り、その成分、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。
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、H2 Sあるいは
硫酸塩による硫化反応、O2、H2 O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。
i−Si−Fe合金ではCr、SiはそれぞれCr2 O
3 、SiO2 等の酸化物あるいはこれらの複合酸化物を
形成する保護皮膜を形成する元素であり、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
含まれる。一方、塩化に対してはNi、Siが有効であ
り、通常Niは14重量%以上が添加されるが、前記C
l、S、Oを含むすべての環境下での最適添加量につい
ては現在十分に解明されていない。本発明ではこのよう
な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、Ni、Fe、Siの複合添加効
果による新たな成分添加量範囲を見出した。なかった。
性上有害な多量のNb、Alを含まず、最も耐食性が良
好となる成分範囲を鋭意研究した結果、このような複合
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、Ni、Fe、Siの複合添加効果によ
る新たな成分添加量範囲を見出すことができた。
i3 Si等の金属間化合物が析出しやすく、また、σ相
などの脆化相の析出を促進するため高温における組織不
安定、脆化、塑性加工困難等のボイラ管等に適用する場
合の不具合が生じやすい。このような不具合を解消する
ためはCr、Si、Fe、Niの配合割合を適切に設定
する必要があり、本発明合金ではNiを23〜41重量
%、Crを15〜31重量%とし、さらにSiを6重量
%以下に規制して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の基地組織とすること
により前記不具合の改善をはかった。
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(0.1〜4重量%)及びMo
(0.3〜5重量%)を添加し、また、C、N等の添加
による炭化物、窒化物の形成によって、溶接熱影響部の
結晶粒粗大化を阻止することでこれらを防止することが
できた。
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た。
P、Sについては熱間加工性、溶接性、耐食性に有害な
ため0.03重量%以下に規制した。
を改善するためC、N、Nb及び/又はTa、Ti、A
l、Bを少量添加して炭化物、窒化物及び金属間化合物
による析出強化及び固溶強化をはかった。また、同様の
効果はW、Mo、Co、Zrを少量添加することによっ
ても達成することができる。また、Mn、W、B、Co
の少量添加により、特に熱間押出しによるシームレス管
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、C
e、Y、Hfなど)、アルカリ土類金属(Ca、Mgな
ど)の微量添加は合金の清浄化に寄与し、前記各性質の
改善作用があり、特に酸化、硫化腐食に対して有効と考
えられる。
200℃で行い、また、鍛造、熱間加工は1000〜1
150℃の範囲で行うのが最適である。
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、Mo、
N、Bの添加により、Cl、Sの存在下で優れた耐高
温腐食性を発揮し、高温度での引張性等、クリープ強
さなどの高強度化をはかり、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
化を達成するとともに、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し、溶接温度
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、前記内容に加えて以下に
記述する。
炭化物の粒界析出などを促進するため耐食性を劣化さ
せ、脆化を促進する要因となるので上限を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
向上に有効である。好ましい範囲としては0.01〜
0.1重量%である。
r、SiはそれぞれCr2 O3 、SiO2 として燃焼ガ
ス中にて母材との密着性のよい緻密な酸化皮膜を形成す
る元素であり、特に酸化あるいはSOx、H2 S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であ
る。しかし、これら元素単独では強い腐食性を有するH
ClあるいはCl2 又は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。
れ15〜31重量%(好ましくは17〜28重量%)、
2.4〜6重量%(好ましくは3〜5.5重量%)、2
3〜41重量%(好ましくは25〜38重量%)の濃度
範囲で鉄基合金に添加し、複合添加効果により従来のF
e基合金に比べ格段に優れた耐食性を発揮させている。
Crは多いほど耐食性向上に寄与するが、前記範囲より
多くなると耐食性、組織安定性が低下し、また少ないと
耐食性のみならずCr3 Si、Ni3 Si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、材料の脆化を促進する。
が、高温クリープ強度、熱間加工性、組織安定性、溶接
性等の低下が起こるため、上限を6重量%とした。Ni
はオーステナイト単相基地組織を得るために不可欠であ
り、また、Clに対する耐食性向上に欠かせない元素で
ある。本発明合金での最適組成は23〜41重量%であ
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。
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0.1〜4重量%、好ましくは0.3〜
2.5重量%の少量を添加することとした。
の安定化、Cの固定及び耐食性向上に有効であり、ま
た、高温強度向上に不可欠であるが、時効性、組織安定
化による延性確保の面から多量の含有は有害であり、両
者の合計で0.1〜0.8重量%、好ましくは0.2〜
0.5重量%とした。
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、0.001
〜0.01重量%の範囲とした。
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、Ni3 (A
l又はTi)等の析出による高温強度向上効果を付与す
るために0.03重量%以上の添加とした。なお、好ま
しい範囲は0.05〜0.4重量%である。
強化により高温強度向上及びオーステナイト安定化に有
効である。また、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、時効性を促進し、熱間加工性
の低下を招くため0.01〜0.4重量%の範囲内で添
加する。
属であり、その含有量は30重量%を超え50重量%以
下とする。30重量%以下ではNiを増量する必要があ
るためコスト的に高価となるほか、Siを添加すること
による熱間加工性、溶接性、高温組織安定性の劣化の影
響が大きくなる。また、50重量%を超えると相対的に
Cr、Ni量が減少するためステンレス鋼(例えばSU
S310)に近い組成となり耐食性が低下する。さら
に、α相が析出しやすくなり、高温組織安定性、耐食
性、高温強度面での問題が生じる。
金の性質を改善するため、以下に示す元素を少量あるい
は微量添加することができる。
するが多量の添加は溶接性、組織安定性機械加工性に有
害なため0.3〜5重量%、好ましくは0.5〜3.5
重量%の少量添加とした。また、Moの添加は高温強度
(クリープ、引張特性)改善に効果を発揮する。
食性向上、高温強度(クリープ、引張特性)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%に設定した。一方、溶接性、耐
食性などの性質改善には0.2重量%以上の添加が必要
である。好ましい範囲は0.5〜3.5重量%である。
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る。また材料の清浄
化にも有効であることから材料の靱性を低下させない
0.4重量%以下の範囲で添加することができる。
高温強度、塑性加工性、溶接性を向上させる目的で0.
1〜4重量%、好ましくは0.3〜3重量%の少量添加
することができる。
どのアルカリ土類金属は結晶粒界を強化し、材料清浄化
による耐食性、強度特性、加工性などを改善する必要が
ある場合に0.1重量%以下の微量添加することができ
る。(15)Zr:Zrは炭化物形成による高温強度向
上に有効であるが、多量添加は耐食性、加工性を悪くす
るため上限を0.8重量%とした。
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利用でき、特に
高温強度特性が良好であり、高温で耐食性、高強度を要
する部材に適している。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溶接性、耐
食性、耐熱性、組織安定性を発揮する。この高強度耐食
耐熱合金の利用形態としてはシームレスチューブ、圧延
板のほか各種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。
明する。 〔実施例1〕本発明の高強度耐食耐熱合金のごみ焼却炉
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の組成)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、1100℃で熱間鍛造を行い、最終的
に1050〜1150℃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。高温腐食試験
結果及び熱間鍛造時の鍛造性調査結果を表3に示す。
A〜Qは熱間鍛造によるクラック発生が見られず、鍛造
性が良好であるとともに、表1に示すClが2.24重
量%又は12.5重量%の実機灰A又はBの付着条件に
おいて、例えば比較合金S(625合金)、比較合金R
(825合金)に比べ腐食減量が小さく、他の比較合金
に比べても優れた耐食性を有していることがわかる。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かった。
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600℃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HV230以下)、組織安定性が優れている
ことがわかる。また、ミクロ組織上においても大きな析
出傾向は見られなかった。特にNi、Cr、Siの量は
組織安定性の重要であり、本発明合金はこれらの量が最
適値に設定されている。
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TIG溶接を
行った。また、図3に示すように厚さ6mmの板状試験
片の突き合わせ溶接試験片を作製した。これらの試料に
ついて表面及び断面における溶接欠陥、溶接割れの確認
及び曲げ試験を行った。その結果は表5に示すとおりで
あり、本発明合金では溶接ビート及び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。
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、高温強
度特性、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Cr−Ni−Fe−Si合金である。こ
の高強度耐食耐熱鋳造合金はシムレスチューブ、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。
接試験の状況を示す説明図。
を示す説明図。
Claims (2)
- 【請求項1】 重量%でC:0.3%以下、Si:2.
4〜6%、P:0.03%以下、S:0.03%以下、
Cr:15〜31%、Ni:23〜41%、Mn:0.
1〜4%、Nb及び/又はTa:0.1〜0.8%、
B:0.001〜0.01%、Ti:0.03〜0.6
%、Al:0.03〜0.6%、N:0.01〜0.4
%を含み、残部がFe及び不可避的不純物(ただしFe
は30%を超え、50%以下)からなることを特徴とす
る高強度耐食耐熱合金。 - 【請求項2】 請求項1の成分に加えてMo、W、希土
類金属、Co、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Mo:0.3〜
5%、W:0.2〜5%、希土類金属:0.4%以下、
Co:0.1〜4%、アルカリ土類金属:0.1%以
下、Zr:0.8%以下の割合で含有してなることを特
徴とする高強度耐食耐熱合金。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34758196A JP3310892B2 (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | ごみ焼却装置用高強度耐食耐熱合金 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34758196A JP3310892B2 (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | ごみ焼却装置用高強度耐食耐熱合金 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002019068A Division JP2002249859A (ja) | 2002-01-28 | 2002-01-28 | 化石燃料燃焼装置用高強度耐食耐熱合金 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10183305A true JPH10183305A (ja) | 1998-07-14 |
JP3310892B2 JP3310892B2 (ja) | 2002-08-05 |
Family
ID=18391192
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34758196A Expired - Fee Related JP3310892B2 (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | ごみ焼却装置用高強度耐食耐熱合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3310892B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002092979A1 (fr) * | 2001-05-10 | 2002-11-21 | Soghi Kogyo Co., Ltd. | Ensemble de guidage de gaz d'echappement pour turbocompresseur de type vgs a resistance a chaud amelioree, procede de production d'elements resistant a la chaleur utilisables pour cet ensemble, et procede de production de matieres premieres a aubes variables utilisables dans cet ensemble |
JP2002332553A (ja) * | 2001-05-10 | 2002-11-22 | Sogi Kogyo Kk | 希土類元素等を添加した部材により構成される高温耐久性を向上させたvgsタイプターボチャージャの排気ガイドアッセンブリ |
JP2021025080A (ja) * | 2019-08-02 | 2021-02-22 | 新報国製鉄株式会社 | オーステナイト・ステンレス鋼鋳物 |
CN115261700A (zh) * | 2022-08-11 | 2022-11-01 | 华能国际电力股份有限公司 | 一种耐蚀合金及其制备方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101523759B1 (ko) * | 2014-02-10 | 2015-05-28 | 김갑태 | 음식물 쓰레기 분쇄 감량 건조기 |
-
1996
- 1996-12-26 JP JP34758196A patent/JP3310892B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002092979A1 (fr) * | 2001-05-10 | 2002-11-21 | Soghi Kogyo Co., Ltd. | Ensemble de guidage de gaz d'echappement pour turbocompresseur de type vgs a resistance a chaud amelioree, procede de production d'elements resistant a la chaleur utilisables pour cet ensemble, et procede de production de matieres premieres a aubes variables utilisables dans cet ensemble |
JP2002332553A (ja) * | 2001-05-10 | 2002-11-22 | Sogi Kogyo Kk | 希土類元素等を添加した部材により構成される高温耐久性を向上させたvgsタイプターボチャージャの排気ガイドアッセンブリ |
CN100340749C (zh) * | 2001-05-10 | 2007-10-03 | 株式会社秋田精密冲压 | 可适用于可变几何形状涡轮增压器的排气引导器组件的耐热部件的制造方法 |
JP2021025080A (ja) * | 2019-08-02 | 2021-02-22 | 新報国製鉄株式会社 | オーステナイト・ステンレス鋼鋳物 |
CN115261700A (zh) * | 2022-08-11 | 2022-11-01 | 华能国际电力股份有限公司 | 一种耐蚀合金及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3310892B2 (ja) | 2002-08-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPWO2008018128A1 (ja) | 鉄基耐食耐摩耗性合金及びその合金を得るための肉盛溶接材料 | |
JPH1088293A (ja) | 粗悪燃料および廃棄物を燃焼する環境において耐食性を有する合金、該合金を用いた鋼管およびその製造方法 | |
JP2004090045A (ja) | 耐塩酸性および耐硫酸性に優れた低合金鋼のガスシールドアーク溶接用ワイヤおよびそれを用いたガスシールドアーク溶接方法 | |
JP2008126279A (ja) | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ | |
JP2002249838A (ja) | 化石燃料燃焼装置用耐食耐熱Ni基合金 | |
JP3310892B2 (ja) | ごみ焼却装置用高強度耐食耐熱合金 | |
JP4874064B2 (ja) | 非消耗電極式溶接用メタルコアードワイヤ | |
JP4724685B2 (ja) | 耐高温腐食Ni基合金溶接構造体および熱交換器 | |
JP3222307B2 (ja) | V、Na、S、Clを含有する燃料を燃焼する環境において耐食性を有する合金および複層鋼管 | |
JP3296111B2 (ja) | 耐排ガス腐食性に優れた鋼 | |
JP3300747B2 (ja) | ごみ焼却装置用耐食耐熱Ni基合金 | |
JP4837322B2 (ja) | 鋳鉄とステンレス鋼との溶接に用いる溶接ワイヤ | |
JPH0517841A (ja) | V、Na、S、Clの存在する燃焼環境において耐食性 を有する合金および複層鋼管 | |
JP3332771B2 (ja) | ごみ焼却装置用耐食耐熱Ni基鋳造合金 | |
JP4067975B2 (ja) | 高温耐食性にすぐれる耐熱合金 | |
JP2002249859A (ja) | 化石燃料燃焼装置用高強度耐食耐熱合金 | |
JP2521579B2 (ja) | V、Na、S、Clの存在する燃焼環境において耐食性を有する合金および複層鋼管 | |
JP2001509210A (ja) | 熱い塩素含有ガス及び塩化物に対する高い耐腐食性を有するオーステナイト系ニッケル−クロム−モリブデン−珪素−合金 | |
JP2007245225A (ja) | ステンレス鋼の溶接方法及びステンレス鋼用溶接ワイヤ | |
JP2007054887A (ja) | 耐熱クラッド鋼板 | |
JP2992226B2 (ja) | 耐食性を有するニッケル合金及びそれらの合金から作られる建設部材 | |
JP3527458B2 (ja) | 溶接部の耐食性に優れた石炭焚火力発電プラント煙突内筒用クラッド鋼および煙突 | |
JP2000290754A (ja) | 高耐食性クラッド鋼及び石炭火力プラント用煙突 | |
JP4571847B2 (ja) | 金属精錬炉排ガスダクト | |
JP2001158945A (ja) | 溶接部靭性と耐食性に優れた高クロム溶接鋼管 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20011204 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020430 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090524 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100524 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110524 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120524 Year of fee payment: 10 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |