JPH1053880A - 耐窒化性に優れた高温部材および光輝焼鈍炉の製造方法 - Google Patents
耐窒化性に優れた高温部材および光輝焼鈍炉の製造方法Info
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- JPH1053880A JPH1053880A JP21286996A JP21286996A JPH1053880A JP H1053880 A JPH1053880 A JP H1053880A JP 21286996 A JP21286996 A JP 21286996A JP 21286996 A JP21286996 A JP 21286996A JP H1053880 A JPH1053880 A JP H1053880A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高温、かつ窒化性の雰囲気において使用する
部材に、耐窒化性のある合金を被覆することにより材料
劣化を防止して機器の寿命を高める方法を提供する。ま
た耐窒化特性に優れた光輝焼鈍炉の製造方法を提供す
る。 【解決手段】 窒素を含有する１０００℃以上のガス中
で使用される材料であって、母材上にＮｉ基自溶性合金
層またはＣｏ基自溶性合金層を形成し、前記自溶性合金
層の上層にＮｉ基合金、Ｃｏ基合金等の窒化物を生成し
にくい耐熱合金により耐窒化層を形成した後、再溶融処
理が行なわれることを特徴とする耐窒化性に優れた高温
部材および光輝焼鈍炉の製造方法。
部材に、耐窒化性のある合金を被覆することにより材料
劣化を防止して機器の寿命を高める方法を提供する。ま
た耐窒化特性に優れた光輝焼鈍炉の製造方法を提供す
る。 【解決手段】 窒素を含有する１０００℃以上のガス中
で使用される材料であって、母材上にＮｉ基自溶性合金
層またはＣｏ基自溶性合金層を形成し、前記自溶性合金
層の上層にＮｉ基合金、Ｃｏ基合金等の窒化物を生成し
にくい耐熱合金により耐窒化層を形成した後、再溶融処
理が行なわれることを特徴とする耐窒化性に優れた高温
部材および光輝焼鈍炉の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、窒化雰囲気で優れ
た耐久性を有する高温部材の製造方法に関するものであ
る。また製鉄業分野で使用される鋼板用光輝焼鈍炉の窒
化防止方法に関するものである。
た耐久性を有する高温部材の製造方法に関するものであ
る。また製鉄業分野で使用される鋼板用光輝焼鈍炉の窒
化防止方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】１０００℃以上の高温で使用される設備
機器部材は、一般に高温強度の点から高クロム高ニッケ
ル系ステンレス鋼が使用され、大気中および還元性雰囲
気であれば使用法によっては充分な耐久性が得られてい
る。一方、窒化性雰囲気、例えば製鉄業で使用されるス
テンレス鋼板の光輝焼鈍炉内における水素、窒素混合ガ
ス等の窒化性の強い雰囲気では、素材中のクロムが窒化
されクロム窒化物が形成される。同窒化物は極めて脆弱
なために、窒化の進行と共に脆化が進み、高温機器が冷
却、加熱を受けるとその部材は熱応力により容易にクラ
ックが発生する。
機器部材は、一般に高温強度の点から高クロム高ニッケ
ル系ステンレス鋼が使用され、大気中および還元性雰囲
気であれば使用法によっては充分な耐久性が得られてい
る。一方、窒化性雰囲気、例えば製鉄業で使用されるス
テンレス鋼板の光輝焼鈍炉内における水素、窒素混合ガ
ス等の窒化性の強い雰囲気では、素材中のクロムが窒化
されクロム窒化物が形成される。同窒化物は極めて脆弱
なために、窒化の進行と共に脆化が進み、高温機器が冷
却、加熱を受けるとその部材は熱応力により容易にクラ
ックが発生する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】廉価な耐熱鋼を用い、
その表面を耐窒化性金属で被覆することにより、廉価で
かつ長寿命の高温機器用部材を得ることが本発明の課題
である。高温で使用される部材には高温強度や耐酸化性
の観点から主として高クロム高ニッケル合金が使用され
ている。しかし、雰囲気中に窒素を含有する場合には、
クロム等の窒化物を形成し易い元素を多量に含む材料で
は、長時間の使用中に脆い窒化物が形成され、窒化物の
成長により温度変動時の熱応力等に伴ってクラックが発
生する。
その表面を耐窒化性金属で被覆することにより、廉価で
かつ長寿命の高温機器用部材を得ることが本発明の課題
である。高温で使用される部材には高温強度や耐酸化性
の観点から主として高クロム高ニッケル合金が使用され
ている。しかし、雰囲気中に窒素を含有する場合には、
クロム等の窒化物を形成し易い元素を多量に含む材料で
は、長時間の使用中に脆い窒化物が形成され、窒化物の
成長により温度変動時の熱応力等に伴ってクラックが発
生する。
【０００４】この傾向は溶接接合部で特に著しい、また
クラック部の補修は窒化が進行している場合は極めて困
難となる。一方、近年耐窒化鋼としてニッケル基合金が
使用されているが、製鉄業で使用される光輝焼鈍炉のよ
うな大規模構造物では設備費が極めて高価となる。
クラック部の補修は窒化が進行している場合は極めて困
難となる。一方、近年耐窒化鋼としてニッケル基合金が
使用されているが、製鉄業で使用される光輝焼鈍炉のよ
うな大規模構造物では設備費が極めて高価となる。
【０００５】一般に製鉄業で使用される光輝焼鈍炉は、
高クロム高ニッケルステンレス鋼、例えばＳＵＳ３１０
Ｓ等を用いて溶接構造物として製作し、炉内は１０００
℃以上の高温で使用されるが、雰囲気ガス中に窒素を含
むため、炉体内面より窒化が進行し、特に溶接接合部分
は窒素脆化によりクラックが発生する。またクラックの
補修も窒化が進行しているため困難であった。
高クロム高ニッケルステンレス鋼、例えばＳＵＳ３１０
Ｓ等を用いて溶接構造物として製作し、炉内は１０００
℃以上の高温で使用されるが、雰囲気ガス中に窒素を含
むため、炉体内面より窒化が進行し、特に溶接接合部分
は窒素脆化によりクラックが発生する。またクラックの
補修も窒化が進行しているため困難であった。
【０００６】また、一般的な窒化防止には錫めっき、銅
めっき、ニッケルめっき等の窒化物を生成しにくい金属
をめっきする方法が行なわれているが、上記用途では雰
囲気温度は１０００〜１２００℃と錫や銅の融点以上と
なるために前２者は使用できず、またニッケルめっきは
上記大規模構造物全体を対象とした場合は高価であり、
実用的ではなかった。
めっき、ニッケルめっき等の窒化物を生成しにくい金属
をめっきする方法が行なわれているが、上記用途では雰
囲気温度は１０００〜１２００℃と錫や銅の融点以上と
なるために前２者は使用できず、またニッケルめっきは
上記大規模構造物全体を対象とした場合は高価であり、
実用的ではなかった。
【０００７】一方、めっきに代わる成膜技術の一つに溶
射法があり、大規模構造物表面の被覆に適したプロセス
と位置付けられている。しかしながら、溶射皮膜内部に
は気孔が多く、窒化物を生成しにくい金属を溶射しても
その気孔を介して窒素ガスが侵入するために、窒化防止
効果は不十分であった。
射法があり、大規模構造物表面の被覆に適したプロセス
と位置付けられている。しかしながら、溶射皮膜内部に
は気孔が多く、窒化物を生成しにくい金属を溶射しても
その気孔を介して窒素ガスが侵入するために、窒化防止
効果は不十分であった。
【０００８】さらに、溶射法の一つとして自溶性合金を
溶射し、再溶融処理を施して実質的に気孔の無い溶射皮
膜を成膜する方法が知られている。また自溶性合金には
耐窒化性の高いＮｉ基自溶性合金やＣｏ基自溶性合金が
あることも知られている。しかしながら自溶性合金の融
点は１０５０℃付近にあるために、例えばステンレス鋼
の光輝焼鈍炉等の高温機器の部材にこれのみを使用した
のでは、１０００〜１２００℃の雰囲気温度中で溶射皮
膜は溶融し脱落してしまう。
溶射し、再溶融処理を施して実質的に気孔の無い溶射皮
膜を成膜する方法が知られている。また自溶性合金には
耐窒化性の高いＮｉ基自溶性合金やＣｏ基自溶性合金が
あることも知られている。しかしながら自溶性合金の融
点は１０５０℃付近にあるために、例えばステンレス鋼
の光輝焼鈍炉等の高温機器の部材にこれのみを使用した
のでは、１０００〜１２００℃の雰囲気温度中で溶射皮
膜は溶融し脱落してしまう。
【０００９】本発明の目的は、１０００℃以上の高温か
つ窒化性の雰囲気において使用される機器等に関して、
気孔無くかつ溶融脱落のない耐窒化性溶射皮膜を廉価に
被覆した高温部材の製造方法を提供することである。ま
た、１０００℃以上の高温かつ窒化性の雰囲気で使用さ
れる光輝焼鈍炉内壁の窒化を、実質的に気孔の無い耐窒
化溶射皮膜にて防止し、また同皮膜が溶融脱落なく、か
つ廉価であることを特徴とする耐窒化性の優れた光輝焼
鈍炉の製造方法を提供するものである。
つ窒化性の雰囲気において使用される機器等に関して、
気孔無くかつ溶融脱落のない耐窒化性溶射皮膜を廉価に
被覆した高温部材の製造方法を提供することである。ま
た、１０００℃以上の高温かつ窒化性の雰囲気で使用さ
れる光輝焼鈍炉内壁の窒化を、実質的に気孔の無い耐窒
化溶射皮膜にて防止し、また同皮膜が溶融脱落なく、か
つ廉価であることを特徴とする耐窒化性の優れた光輝焼
鈍炉の製造方法を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ｎｉ基自溶性
合金またはＣｏ基自溶性合金と、Ｎｉ基合金またはＣｏ
基合金等の窒化物を生成しにくい耐窒化耐熱合金を、交
互あるいは混合して被加工物に溶射し、その後、再溶融
処理を施すことにより、溶融脱落無く実質的に気孔のな
い溶射皮膜を成膜することを特徴とする高温部材の製造
方法である。また同皮膜が炉内溶接部に形成されたこと
を特徴とする光輝焼鈍炉の製造方法である。
合金またはＣｏ基自溶性合金と、Ｎｉ基合金またはＣｏ
基合金等の窒化物を生成しにくい耐窒化耐熱合金を、交
互あるいは混合して被加工物に溶射し、その後、再溶融
処理を施すことにより、溶融脱落無く実質的に気孔のな
い溶射皮膜を成膜することを特徴とする高温部材の製造
方法である。また同皮膜が炉内溶接部に形成されたこと
を特徴とする光輝焼鈍炉の製造方法である。
【００１１】一般の自溶性合金の液相温度は１０４０〜
１１００℃にあるため、これを超える雰囲気温度で使用
すれば自溶性合金溶射皮膜は液体となり脱落する。ま
た、同合金の固相温度は９４０〜１０００℃にあるた
め、気孔を除去する再溶融処理は固相温度と液相温度の
間の約１００℃の間で実施される。再溶融処理により、
自溶性合金溶射皮膜と母材との界面近傍では両者が含有
する合金元素が相互拡散するために強い密着力が得られ
ると共に、固相温度および液相温度共に上昇して、最終
的には使用温度１０００〜１２００℃で気孔のない固相
接合状態が得られる。
１１００℃にあるため、これを超える雰囲気温度で使用
すれば自溶性合金溶射皮膜は液体となり脱落する。ま
た、同合金の固相温度は９４０〜１０００℃にあるた
め、気孔を除去する再溶融処理は固相温度と液相温度の
間の約１００℃の間で実施される。再溶融処理により、
自溶性合金溶射皮膜と母材との界面近傍では両者が含有
する合金元素が相互拡散するために強い密着力が得られ
ると共に、固相温度および液相温度共に上昇して、最終
的には使用温度１０００〜１２００℃で気孔のない固相
接合状態が得られる。
【００１２】本発明は、母材上にＮｉ基自溶性合金また
はＣｏ基自溶性合金と、Ｎｉ基耐窒化耐熱合金またはＣ
ｏ基耐窒化耐熱合金を、交互または混合して被加工物に
溶射し、その後再溶融処理を施すことにより、自溶性合
金溶射皮膜が、耐窒化耐熱合金溶射層に拡散浸透して、
実質的に気孔無く、使用温度より高い融点を有する耐窒
化皮膜を提供するものである。この高温部材は母材と溶
射皮膜間に強い密着力を有しかつ切欠き部となる気孔を
有していないので、繰り返し熱延鋼帯応力による剥離や
割れが生じないこと、および窒素含有ガスの侵入経路を
遮断することは言うまでも無い。
はＣｏ基自溶性合金と、Ｎｉ基耐窒化耐熱合金またはＣ
ｏ基耐窒化耐熱合金を、交互または混合して被加工物に
溶射し、その後再溶融処理を施すことにより、自溶性合
金溶射皮膜が、耐窒化耐熱合金溶射層に拡散浸透して、
実質的に気孔無く、使用温度より高い融点を有する耐窒
化皮膜を提供するものである。この高温部材は母材と溶
射皮膜間に強い密着力を有しかつ切欠き部となる気孔を
有していないので、繰り返し熱延鋼帯応力による剥離や
割れが生じないこと、および窒素含有ガスの侵入経路を
遮断することは言うまでも無い。
【００１３】また本発明は、光輝焼鈍炉の炉体内面の窒
化を防止するため、母材上、特に炉体を構成する筒状母
材の接合部に、Ｎｉ基自溶性合金またはＣｏ基自溶性合
金を皮膜厚さが０．０３〜０．８５mmとなるように溶射
した後、その上層にＮｉ基合金、Ｃｏ基合金等の耐窒化
耐熱合金を皮膜厚さが０．０３〜１．００mmとなるよう
に溶射し、その後再溶融処理を行い、実質的に溶射被膜
内の貫通気孔を含有しない溶射皮膜を形成することを特
徴とする光輝焼鈍炉の製造方法である。また本発明は、
前記自溶性合金と、前記耐窒化耐熱合金を交互に溶射し
て多層構造とし、皮膜全体の厚さを３mm以下となるよう
にした後、再溶融処理を行なうことを特徴とする光輝焼
鈍炉の製造方法である。また本発明は、前記自溶性合金
と前記耐窒化耐熱合金を混合した後、溶射し、その後、
再溶融処理を行なうことを特徴とする光輝焼鈍炉の製造
方法である。
化を防止するため、母材上、特に炉体を構成する筒状母
材の接合部に、Ｎｉ基自溶性合金またはＣｏ基自溶性合
金を皮膜厚さが０．０３〜０．８５mmとなるように溶射
した後、その上層にＮｉ基合金、Ｃｏ基合金等の耐窒化
耐熱合金を皮膜厚さが０．０３〜１．００mmとなるよう
に溶射し、その後再溶融処理を行い、実質的に溶射被膜
内の貫通気孔を含有しない溶射皮膜を形成することを特
徴とする光輝焼鈍炉の製造方法である。また本発明は、
前記自溶性合金と、前記耐窒化耐熱合金を交互に溶射し
て多層構造とし、皮膜全体の厚さを３mm以下となるよう
にした後、再溶融処理を行なうことを特徴とする光輝焼
鈍炉の製造方法である。また本発明は、前記自溶性合金
と前記耐窒化耐熱合金を混合した後、溶射し、その後、
再溶融処理を行なうことを特徴とする光輝焼鈍炉の製造
方法である。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を実施例
に基づいて説明する。図１に、試験炉内に配置する厚さ
１０mmのＳＵＳ３１０ＳまたはＳＵＳ３０４製の母材
（１）上に、ＪＩＳ Ｈ８３０３に規定されたＮｉ基自
溶性合金ＭＳＦＮｉ４またはＣｏ基自溶性合金ＭＳＦＣ
ｏ１（２）を溶射し、その上層に８０％Ｎｉ基合金また
は８０％Ｃｏ基合金（３）を溶射した実施例１を示す。
に基づいて説明する。図１に、試験炉内に配置する厚さ
１０mmのＳＵＳ３１０ＳまたはＳＵＳ３０４製の母材
（１）上に、ＪＩＳ Ｈ８３０３に規定されたＮｉ基自
溶性合金ＭＳＦＮｉ４またはＣｏ基自溶性合金ＭＳＦＣ
ｏ１（２）を溶射し、その上層に８０％Ｎｉ基合金また
は８０％Ｃｏ基合金（３）を溶射した実施例１を示す。
【００１５】図２に、厚さ１０mmのＳＵＳ３１０Ｓ製の
母材（４）上に、Ｎｉ基自溶性合金ＭＳＦＮｉ４（５）
を溶射し、その上層に８０％Ｎｉ基合金（６）を溶射
し、さらにその上層にＮｉ基自溶性合金ＭＳＦＮｉ４
（７）を溶射し、最上層に８０％Ｎｉ基合金（８）を溶
射した実施例２を示す。
母材（４）上に、Ｎｉ基自溶性合金ＭＳＦＮｉ４（５）
を溶射し、その上層に８０％Ｎｉ基合金（６）を溶射
し、さらにその上層にＮｉ基自溶性合金ＭＳＦＮｉ４
（７）を溶射し、最上層に８０％Ｎｉ基合金（８）を溶
射した実施例２を示す。
【００１６】また図３に、厚さ１０mmのＳＵＳ３１０Ｓ
製またはＳＵＳ３０４製の母材（９）上に、Ｎｉ基自溶
性合金ＭＳＦＮｉ４またはＣｏ基自溶性合金ＭＳＦＣｏ
１と、８０％Ｎｉ基合金または８０％Ｃｏ基合金を、自
溶性合金２に対し耐窒化合金１の比率で混合し、同混合
物（１０）を溶射した実施例３を示す。
製またはＳＵＳ３０４製の母材（９）上に、Ｎｉ基自溶
性合金ＭＳＦＮｉ４またはＣｏ基自溶性合金ＭＳＦＣｏ
１と、８０％Ｎｉ基合金または８０％Ｃｏ基合金を、自
溶性合金２に対し耐窒化合金１の比率で混合し、同混合
物（１０）を溶射した実施例３を示す。
【００１７】試験条件を表１に示す。各試験片は窒化試
験前に大気中で１０５０℃で１時間の再溶融処理を行な
い、気孔の無い緻密な皮膜が得られた。次に各試験片
を、流速１リットル／分の７５％Ｈ2 ＋２５％Ｎ2 ガス
中に静置し、１１７０℃にて１００時間保持後に取り出
して、端部からの窒素侵入の影響の無い部位の窒化物生
成最大深さを測定した。窒化物生成深さは、ＥＰＭＡに
より窒素およびクロムの共存相有無の確認により行なっ
た。
験前に大気中で１０５０℃で１時間の再溶融処理を行な
い、気孔の無い緻密な皮膜が得られた。次に各試験片
を、流速１リットル／分の７５％Ｈ2 ＋２５％Ｎ2 ガス
中に静置し、１１７０℃にて１００時間保持後に取り出
して、端部からの窒素侵入の影響の無い部位の窒化物生
成最大深さを測定した。窒化物生成深さは、ＥＰＭＡに
より窒素およびクロムの共存相有無の確認により行なっ
た。
【００１８】試験結果を表２〜表４に示す。表２に見ら
れるように、皮膜の無い面では表層から約６００μｍの
深さまで窒化物が確認されたが、本発明の溶射皮膜を施
した面では窒化物は全く検出されなかった。この効果
は、自溶性合金皮膜上に、耐窒化耐熱合金を被覆した場
合でも、自溶性合金で耐窒化耐熱合金をサンドイッチ型
に被覆した皮膜でも、自溶性合金と耐窒化耐熱合金を
２：１の割合で混合した後、同混合物を被覆した皮膜に
おいても同様であった。更にこの結果は、成分の異なる
ＳＵＳ３１０ＳおよびＳＵＳ３０４の２種類の母材でも
同様であった。
れるように、皮膜の無い面では表層から約６００μｍの
深さまで窒化物が確認されたが、本発明の溶射皮膜を施
した面では窒化物は全く検出されなかった。この効果
は、自溶性合金皮膜上に、耐窒化耐熱合金を被覆した場
合でも、自溶性合金で耐窒化耐熱合金をサンドイッチ型
に被覆した皮膜でも、自溶性合金と耐窒化耐熱合金を
２：１の割合で混合した後、同混合物を被覆した皮膜に
おいても同様であった。更にこの結果は、成分の異なる
ＳＵＳ３１０ＳおよびＳＵＳ３０４の２種類の母材でも
同様であった。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【表２】
【００２１】
【表３】
【００２２】
【表４】
【００２３】次に、光輝焼鈍炉に上記技術を適用した例
について説明する。請求項４の自溶性合金溶射皮膜厚さ
は、０．０３mm未満の場合、上層の耐窒化耐熱合金溶射
皮膜の貫通気孔を埋めることができず、また、０．０３
mm未満の均一な溶射皮膜の形成が実質的に困難であり、
その結果密着力が低下し、皮膜の剥離が生じることか
ら、下限を０．０３mmに限定した。また、０．８５mmを
超える溶射では低融点部分が残存し、上層の耐窒化耐熱
合金の溶射時の収縮応力により皮膜に膨れや上層の剥離
が生じるため、上限を０．８５mmに限定した。
について説明する。請求項４の自溶性合金溶射皮膜厚さ
は、０．０３mm未満の場合、上層の耐窒化耐熱合金溶射
皮膜の貫通気孔を埋めることができず、また、０．０３
mm未満の均一な溶射皮膜の形成が実質的に困難であり、
その結果密着力が低下し、皮膜の剥離が生じることか
ら、下限を０．０３mmに限定した。また、０．８５mmを
超える溶射では低融点部分が残存し、上層の耐窒化耐熱
合金の溶射時の収縮応力により皮膜に膨れや上層の剥離
が生じるため、上限を０．８５mmに限定した。
【００２４】次に、上層の耐窒化耐熱合金溶射皮膜の厚
さは、０．０３mm未満では、下層自溶性合金の溶融点
を、耐窒化性を損なうことなく光輝焼鈍炉炉内雰囲気温
度以上に上げることは困難なことから、下限を０．０３
mmに限定した。また、１．００mmを超える溶射では、皮
膜前面に自溶性合金が拡散浸透せず、上層皮膜表面付近
に気孔が残るため、上限を１．００mmとした。
さは、０．０３mm未満では、下層自溶性合金の溶融点
を、耐窒化性を損なうことなく光輝焼鈍炉炉内雰囲気温
度以上に上げることは困難なことから、下限を０．０３
mmに限定した。また、１．００mmを超える溶射では、皮
膜前面に自溶性合金が拡散浸透せず、上層皮膜表面付近
に気孔が残るため、上限を１．００mmとした。
【００２５】次に、請求項５に関して説明する。請求項
５は、請求項４を繰り返し交互に行なうことにより、厚
さを増し、耐久性を向上させるためのものである。ただ
し、皮膜全体の厚さが３mmを超える溶射を施した場合
は、溶射時の圧縮残留応力が大きく、再溶融時に皮膜の
膨れ、剥離が発生するため、上限を３mmに限定した。
５は、請求項４を繰り返し交互に行なうことにより、厚
さを増し、耐久性を向上させるためのものである。ただ
し、皮膜全体の厚さが３mmを超える溶射を施した場合
は、溶射時の圧縮残留応力が大きく、再溶融時に皮膜の
膨れ、剥離が発生するため、上限を３mmに限定した。
【００２６】次に、請求項６に関して説明する。請求項
６は、請求項４の自溶性合金、および耐窒化耐熱合金を
混合して請求項５と同様の効果が得られる様に発明した
ものであり、自溶性合金と耐窒化耐熱合金を混合し、同
混合物を単独の溶射機を用いて溶射しても、複数の溶射
機を使用して溶射中に自溶性合金、耐窒化耐熱合金を混
合して溶射層を形成してもよい。
６は、請求項４の自溶性合金、および耐窒化耐熱合金を
混合して請求項５と同様の効果が得られる様に発明した
ものであり、自溶性合金と耐窒化耐熱合金を混合し、同
混合物を単独の溶射機を用いて溶射しても、複数の溶射
機を使用して溶射中に自溶性合金、耐窒化耐熱合金を混
合して溶射層を形成してもよい。
【００２７】次に、光輝焼鈍炉炉体内面溶接部に本発明
を適用した実施例４を示す。従来、光輝焼鈍炉炉体にＳ
ＵＳ３１０Ｓを使用した場合、炉体内面溶接部に窒化に
よる亀裂がＸ線検査で認められていた。実施例４では、
ＳＵＳ３１０Ｓの炉体上に、Ｎｉ基自溶性合金ＭＳＦＮ
ｉ４を０．０５mmの厚さにガスプラズマ溶射を行なった
後、その上層に８０％Ｎｉ基合金を０．１mmの厚さにガ
スプラズマ溶射し、さらに最上層にＮｉ基自溶性合金Ｍ
ＳＦＮｉ４を０．０５mmの厚さに溶射した後、１０５０
℃で１時間の再溶融処理を行なった。３層構造の本発明
皮膜を、光輝焼鈍炉内壁溶接線部に適用した結果、Ｘ線
検査でも亀裂が全く認められず、窒化防止性能の確認が
できた。
を適用した実施例４を示す。従来、光輝焼鈍炉炉体にＳ
ＵＳ３１０Ｓを使用した場合、炉体内面溶接部に窒化に
よる亀裂がＸ線検査で認められていた。実施例４では、
ＳＵＳ３１０Ｓの炉体上に、Ｎｉ基自溶性合金ＭＳＦＮ
ｉ４を０．０５mmの厚さにガスプラズマ溶射を行なった
後、その上層に８０％Ｎｉ基合金を０．１mmの厚さにガ
スプラズマ溶射し、さらに最上層にＮｉ基自溶性合金Ｍ
ＳＦＮｉ４を０．０５mmの厚さに溶射した後、１０５０
℃で１時間の再溶融処理を行なった。３層構造の本発明
皮膜を、光輝焼鈍炉内壁溶接線部に適用した結果、Ｘ線
検査でも亀裂が全く認められず、窒化防止性能の確認が
できた。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、窒素を含有する１００
０℃以上のガス中で使用される材料に関して、耐窒素脆
化特性に優れた部材の提供が可能となる。また、光輝焼
鈍炉の炉体内面の窒化を防止することにより、接合部の
クラック発生を防止し、設備停止時間の短縮、設備補修
費用の大幅削減が可能な光輝焼鈍炉を得ることができ
る。
０℃以上のガス中で使用される材料に関して、耐窒素脆
化特性に優れた部材の提供が可能となる。また、光輝焼
鈍炉の炉体内面の窒化を防止することにより、接合部の
クラック発生を防止し、設備停止時間の短縮、設備補修
費用の大幅削減が可能な光輝焼鈍炉を得ることができ
る。
【図１】窒化試験炉内配置の概略と耐窒化性高温部材表
面皮膜を示す図。
面皮膜を示す図。
【図２】窒化試験炉内配置の概略と耐窒化性高温部材表
面皮膜を示す図。
面皮膜を示す図。
【図３】窒化試験炉内配置の概略と耐窒化性高温部材表
面皮膜を示す図。
面皮膜を示す図。
１：ＳＵＳ３１０ＳまたはＳＵＳＳ３０４製の母材 ２：Ｎｉ基自溶性合金ＭＳＦＮｉ４またはＣｏ基自溶性
合金ＭＳＦＣｏ１の被覆層 ３：８０％Ｎｉ基合金または８０％Ｃｏ基合金の被覆層 ４：ＳＵＳ３１０Ｓ製の母材 ５：Ｎｉ基自溶性合金ＭＳＦＮｉ４の被覆層 ６：８０％Ｎｉ基合金被覆層 ７：Ｎｉ基自溶性合金ＭＳＦＮｉ４被覆層 ８：８０％Ｎｉ基合金被覆層 ９：ＳＵＳ３１０Ｓ製の母材 １０：Ｎｉ基自溶性合金ＭＳＦＮｉ４またはＣｏ基自溶
性合金ＭＳＦＣｏ１と、８０％Ｎｉ基合金または８０％
Ｃｏ基合金を、自溶性合金２に対し耐窒化合金１の比率
で混合した被覆層
合金ＭＳＦＣｏ１の被覆層 ３：８０％Ｎｉ基合金または８０％Ｃｏ基合金の被覆層 ４：ＳＵＳ３１０Ｓ製の母材 ５：Ｎｉ基自溶性合金ＭＳＦＮｉ４の被覆層 ６：８０％Ｎｉ基合金被覆層 ７：Ｎｉ基自溶性合金ＭＳＦＮｉ４被覆層 ８：８０％Ｎｉ基合金被覆層 ９：ＳＵＳ３１０Ｓ製の母材 １０：Ｎｉ基自溶性合金ＭＳＦＮｉ４またはＣｏ基自溶
性合金ＭＳＦＣｏ１と、８０％Ｎｉ基合金または８０％
Ｃｏ基合金を、自溶性合金２に対し耐窒化合金１の比率
で混合した被覆層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富田 茂 山口県光市大字島田3434番地 新日本製鐵 株式会社光製鐵所内 (72)発明者 林 慶治 福岡県北九州市戸畑区牧山新町４−13 株 式会社フジコー北九州工場内 (72)発明者 溝上 照喜 福岡県北九州市戸畑区中原西２−18−12 株式会社フジコー内
Claims (6)
- 【請求項１】 窒素を含有する１０００℃以上のガス中
で使用される材料であって、母材上にＮｉ基自溶性合金
層またはＣｏ基自溶性合金層を形成し、前記自溶性合金
層の上層にＮｉ基合金またはＣｏ基合金等の窒化物を生
成しにくい耐熱合金により耐窒化層を形成した後、再溶
融処理を行なうことを特徴とする耐窒化性に優れた高温
部材の製造方法。 - 【請求項２】 前記自溶性合金層と前記耐窒化耐熱合金
層が交互に形成された多層構造であることを特徴とする
請求項１記載の耐窒化性に優れた高温部材の製造方法。 - 【請求項３】 前記自溶性合金と、前記耐窒化耐熱合金
を混合した後、被覆することを特徴とする請求項１記載
の耐窒化性に優れた高温部材の製造方法。 - 【請求項４】 窒素を含有する１０００℃以上のガスを
使用する光輝焼鈍炉の炉体内面の窒化を防止するため、
母材上に、Ｎｉ基自溶性合金またはＣｏ基自溶性合金を
皮膜厚さが０．０３〜０．８５mmとなるように溶射した
後、その上層にＮｉ基合金またはＣｏ基合金等の耐窒化
耐熱合金を皮膜厚さが０．０３〜１．００mmとなるよう
に溶射し、その後、再溶融処理を行なうことを特徴とす
る光輝焼鈍炉の製造方法。 - 【請求項５】 前記自溶性合金と、前記耐窒化耐熱合金
を交互に溶射して多層構造とし、皮膜全体の厚さが３mm
以下となるようにしたことを特徴とする請求項４記載の
光輝焼鈍炉の製造方法。 - 【請求項６】 前記自溶性合金と前記耐窒化耐熱合金を
混合した後、溶射することを特徴とする請求項４記載の
光輝焼鈍炉の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP21286996A JP3896467B2 (ja) | 1996-08-12 | 1996-08-12 | 耐窒化性に優れた高温部材および光輝焼鈍炉の製造方法 |
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| JP21286996A JP3896467B2 (ja) | 1996-08-12 | 1996-08-12 | 耐窒化性に優れた高温部材および光輝焼鈍炉の製造方法 |
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|---|---|
| JPH1053880A true JPH1053880A (ja) | 1998-02-24 |
| JP3896467B2 JP3896467B2 (ja) | 2007-03-22 |
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|---|---|---|---|
| JP21286996A Expired - Fee Related JP3896467B2 (ja) | 1996-08-12 | 1996-08-12 | 耐窒化性に優れた高温部材および光輝焼鈍炉の製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3896467B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002088461A (ja) * | 2000-09-14 | 2002-03-27 | Kawasaki Steel Corp | 耐食性ロール |
| KR100474414B1 (ko) * | 2001-11-27 | 2005-03-08 | 조우석 | 고온에서 불활성의 중성가스 분위기에 의한 광휘열처리법 |
| JP2005272998A (ja) * | 2004-03-23 | 2005-10-06 | Hokkaido | 剥離しない自溶合金溶射部品 |
| JP2006283176A (ja) * | 2005-04-05 | 2006-10-19 | Nippon Steel Corp | 耐食性と耐摩耗性に優れた水冷鋼管構造体とその製造方法 |
-
1996
- 1996-08-12 JP JP21286996A patent/JP3896467B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2002088461A (ja) * | 2000-09-14 | 2002-03-27 | Kawasaki Steel Corp | 耐食性ロール |
| KR100474414B1 (ko) * | 2001-11-27 | 2005-03-08 | 조우석 | 고온에서 불활성의 중성가스 분위기에 의한 광휘열처리법 |
| JP2005272998A (ja) * | 2004-03-23 | 2005-10-06 | Hokkaido | 剥離しない自溶合金溶射部品 |
| JP4565434B2 (ja) * | 2004-03-23 | 2010-10-20 | 地方独立行政法人北海道立総合研究機構 | 剥離しない自溶合金溶射部品 |
| JP2006283176A (ja) * | 2005-04-05 | 2006-10-19 | Nippon Steel Corp | 耐食性と耐摩耗性に優れた水冷鋼管構造体とその製造方法 |
| JP4546867B2 (ja) * | 2005-04-05 | 2010-09-22 | 新日本製鐵株式会社 | 耐食性と耐摩耗性に優れた水冷鋼管構造体とその製造方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3896467B2 (ja) | 2007-03-22 |
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