JPS58100652A - 高温耐蝕耐摩耗合金 - Google Patents

高温耐蝕耐摩耗合金

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JPS58100652A
JPS58100652A JP56197121A JP19712181A JPS58100652A JP S58100652 A JPS58100652 A JP S58100652A JP 56197121 A JP56197121 A JP 56197121A JP 19712181 A JP19712181 A JP 19712181A JP S58100652 A JPS58100652 A JP S58100652A
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国岡 三郎
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芳賀 恒弘
Ken Okuma
大熊 研
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Nitto Boseki Co Ltd
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SHINHOUKOKU SEITETSU KK
Nitto Boseki Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は温度の高い溶融ガラスを高速回転遠心力によ
って回転子の側壁に穿たれた微小直径のオリフィスから
吐出させてガラス繊維を製造する場合に用いられる回転
子素材用の高温度において耐蝕性ならびに耐摩耗性を有
する合金に関する。
回転遠心力方式によってガラス繊維を製造するために用
いられる回転子は、大気中で自らも高温度に加熱され、
かつおよそ2000 r、p、m。
という高速度で回転し、さらにその側壁に穿たれた微小
直径のオリフィス中を溶融ガラスが高速度で通過するの
で、回転子を形成する合金には次のような事項が要求さ
れる。
1、 高速回転によって生ずる遠心力にit 、を得る
高温機械的強度を有すること。
2、 オリフィス中を溶@ガラスが高速度で通過するこ
とによって生ずる摩滅に対する十分な耐摩耗性を有する
こと。
3、 高温度における十分な耐酸化性を有すること。
4、溶融ガラスに対する十分な耐蝕性を有すること。
5、 合金の表面に不可壁的に形成される酸化物被膜の
溶融ガラスに対する耐蝕性が優れていること。
回転子の素材となる合金としては、CoおよびWを11
1または2種含有し九N1−Cr合金(例えば米13i
q#許第3010201号、同第3318694号、同
第3806338号参照)、WおよびNiを1種または
2種含有し九Co−Cr合金(米国特許第393348
4号参照)、あるいはF*−Ni−Cr合金(例えば8
US310)が知られている。
しかしながら、従来のこれらの合金のうち、ευ831
0 はのちに比較データを示すように、その回転子とし
ての寿命が著しく短くて問題にならない。また上記のC
o−?Wを含有し九N1−Cr合金、またはW +Nl
を含有し九Co−Cr合金は、前記の合金の具備すべき
諸事項のうち、とくに高温機械的強度を高めるために高
価なC。
やWを多量に含有させているので、合金の製造コストが
嵩むほかに、溶融ガラスに対する合金自体、および合金
の表面に不可避的に生ずる酸化物被膜の耐蝕性が劣化し
て、回転子の耐久性が低下するといった問題点をもって
いる。
この発明の目的は、高価なCoを使用せず、かつ高温度
のもとく溶融ガラスと接触しながら高速回転をするとい
っ九苛酷な使用条件においても、耐久性が従来の回転子
よりも格段に優れた安価な回転子を形成するための合金
素材を提供することにある。
本発明になる合金は、重量でco、osないし0.84
、Cr15ないし35憾、WO,Sないし7.0優、T
 i * Z rおよびNbの1種または2種以上の合
計0.1ないし1.71残部N1および不可避的な微量
不純物の組成からなる高温耐蝕耐摩耗性の合金であるこ
とをその特徴とする。なお、必要に応じて脱酸剤として
、812.091以下および/またはMn2. O%以
下を上記の組成物に混入させることができる。
次に本発明合金における各成分範囲の限定理由について
説明をする。
Cは地金に固溶し、あるいはCr+W等と炭化物を形成
して高温度における合金の機械的強度や耐摩耗性を高め
るのに貢献する。しかしながら、C含有量が多過ぎると
合金の切削性が劣化して、溶融ガラスを吐出する微小直
径のオリフィスを穿孔加工することが困難となる。また
、一般にC含有量が多過ぎると、Cr’pW等との炭化
物が過剰に形成されて、地金中のCr含有量が減少する
とともに、組織の均質性が失われて溶融ガラスに対する
耐蝕性が低下する。
本発明合金の高温機械的強度と溶融ガラスに対する耐蝕
性に及ぼすC含有量の影響は第1図の自Iil!図に示
されているとおりであって、曲線ムは温度1000℃に
おける引張強さを、曲線Bは温[1100℃における引
張強さを、曲線Cは温度1140℃で240時間後の溶
融ガラスによる腐蝕減量憾を示す。この曲線図によると
、C含有量が0.4ないし0.51のところで耐蝕性が
若干劣化しているけれども、腐蝕減量は約4憾の僅少量
であって、この程度ならば実用上支障はない。
従って本発明合金のC含有量の許容範囲を、第1図から
判断して、下限を0.05%、上限を切削性の観点から
0.8鴫と定め九。
SSは必要に応じて合金の脱酸調整用に添加されるが、
これが多過ぎると合金の靭性が低下するとともに、合金
自身、ならびに合金の表面に不可避的に生ずる酸化物被
膜の溶融ガラスに対する耐蝕性を劣化させる。従ってS
t含有量の上限を2.0憾と定めた。下限は別に制限は
ない。
場合によってはθ優の場合もあり得るわけである。
凪も必要に応じて合金の脱酸調整用に添加される。これ
が多過ぎると高温度での合金の耐酸化性を劣化させるの
で、その含有量の上限を2.0憾と定めた。上記と同様
に下限には別に制限はない。
Crは地金に固溶し、あるいはCと結合して炭化物を形
成して耐摩耗性の向上や耐酸化性の増加にとって必要な
元素である。ガラス繊維吐出用の回転子は自らも100
0℃以上の高温度に加熱される。この場合にスケール析
出による耐久性の低下を防止するために、Crの含有量
は最低15鴫は必要である。しかしこれが多過ぎると酸
性の酸化物Cr20Bを合金表面に生成するとともに、
Crを多量に含有させることによって必然的にN1含有
量が低下して、溶融ガラスに対する耐蝕性を劣化させる
。こうした関係でCr含有量の上限を35憾と定めた。
Wは地金に固溶し、あるいはCと結合して炭化物を形成
して、合金の高温機械的強度と耐摩耗性を高める。しか
しこれが多過ぎると溶融ガツメに対する耐蝕性および高
温度における耐酸化性を著しく減少させる。
本発明合金の高温機械的強度と溶融ガラスに対する耐蝕
性に及埋すW含有量の影響は第2図の1纏に示されてい
るとおりであって、曲線りは温IL1000℃における
引張強さを、曲線Eは温度1100CKおける引張強さ
を、曲線Fは温11140℃で240時間後の溶融ガラ
スによる腐蝕減量慢を示す、この曲線図によると、多量
のWの添加によって溶融ガラスに対する耐蝕性は著しく
低下する。しかしながらCの成分限定理由の項において
述べたように、腐蝕減量4暢、すなわちW含有量?11
1では実用上支障はない。従ってWの含有量の許容範囲
は第2図の観点からこれを0.5ないし7.0憾と定め
た。
TI 、 ZrおよびNbはCと結合して粒状の炭化物
を形成し、かつその炭化物は高温度でも地金に固溶し難
い特徴を有しているので、合金の高温度における機械的
強度および耐摩耗性を向上し、またCがCrと結合して
鎖網目状に炭化物を形成するのを防止して合金の靭性を
向上させるOK有効な元素である。しかしながらこれら
が多過ぎると合金を溶製するに際して作業が煩雑となり
、コスト的にも高価となる割には添加効果は増さないこ
とから、これらの合計含有量を0.1ないし1.7憾と
制限した。
N1は本発明合金の基本となる元素である。
ガラス繊維吐出用回転子は1000℃以上の為温度で使
用される。従って基本元素をF−とじ     また場
合は高温機械的強度および溶融ガラスに対する耐蝕性が
十分でなく、を九基本元素をC。
とした場合は溶融ガラスに対する耐蝕性が十分でないば
かやでなく、コスト高となるので不適轟である。従って
前記した本発明合金に必要な添加元素および不可避的に
混入する微量不純物元素を除いえ残部をNlとした。
不可避的に混入する不純物元素としてはF・。
P 、 B 、 Cm等があるが、とくにF・は最高5
,5嘔含まれる場合がある。
実施例 本発明合金の特徴を数例の実施例についてまとめて説明
する。第11!に各実施例に用いられた合金の成分組成
と、公知の従来の比較合金のそれらとを併記した。
第11!に示した本発明実施例各合金を素材として、こ
れらから(1) JIS−G−Os 67の規定による
高温引張り試験片、(2)厚さ5■、幅15■、長さ5
0mの腐蝕試験片、および(3)外側の直径約300m
、高さ約50■、オリアイス数が数予測のガラス繊維吐
出用回転子をそれぞれ製作した・ 高温引張り試験は、温ljl OO0℃および1100
℃において毎分5憾の伸びの歪速度で、また腐蝕試験は
、温度1140Cの溶融ガラスル中に試験片t−240
時間浸漬してそれぞれ試験が行われた。
ガラス繊維吐出実用試験は、回転子の円周壁外側の平均
温度を約1010℃に調整し、回転数2500ないし2
100 repemでこれを回転させて溶融ガラスを回
転子から吐出させて繊維化し、その際の回転子の耐久性
、すなわち平均寿命時間数を測定し九〇 以上の諸試験の結果を第2表に、公知の文献から集め九
比較合金の特性と併せて記載した。
第2表に見るように、本発明合金の高温機械的強度は最
も一般的な耐熱合金である8US310ステンレスの1
.5倍ないし3倍と大きく、本発明合金で製作された回
転子の耐久性は5US310ステンレスで製作されたも
ののそれと比較して約10倍となっている。また従来公
知の文献に見られる回転子の耐久性と比較しても、本発
明合金製の回転子の耐久性はそれらの1.5倍ないし3
倍となっている。
以上、従来のこの種回転子用合金がW’pC。
を添加することによって、主として高温強度のみに注目
して耐蝕性を犠牲にした合金設計となっているのに対し
て、本発明合金では回転子の耐久性に及はす要因を明確
にし、単に高温強度友けでなく、合金自体、および合金
の表面に不可避的に生ずる酸化物被膜の溶融ガラスに対
する耐蝕性、さらに耐摩耗性までも改善するべく合金設
計をしたことによって、上記のような優れ九耐久性を得
ることに成功したわけである。
【図面の簡単な説明】
第1図線本発明合金の高温強度と溶融ガラスに対する耐
蝕性に及ばすC含有量の影響を示す曲線図。 第2図は本発明合金の高温強度と溶融ガラスに対する耐
蝕性に及ぼすW含有量の影響を示す曲線図。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦手続補正書 昭和 4F37.8.17日 特許庁兼官   着 杉 和 夫 殿 1、事件の表示 特願昭56−197121号 2、発明の名称 高温耐蝕耐摩耗合金 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 新報国製鉄株式会社 日東紡績株式会社 4、  代理人”う″′ト硝子工業株式会社6、補正の
対象 7、補正の内容 明細書中、下記の訂正を行います。 (1)2頁下から4行目、「不可壁的」を「不可避的」
と訂正する。 (2)8頁下か56行から同最下行までを次のとおり訂
正する。 歯 は本発明合金の基本となる元素である、それは、ガ
ラス繊維吐出用回転子はt*阜℃以上の高温度で使用さ
れるからである。もしも基本元素なF・とした場合媚;
は、高温機械的強度および溶融ガラス(二対する耐蝕性
が十分でなくなり、またもし基本元素をCo とした場
合には、溶融ガラスに対する耐蝕性が十分(3)9頁下
か644行目「高さ約501m、Jの次(;「周壁の厚
さ3at、Jを挿入する。 (4)9頁6〜7行目、「等があるが、」をF等がある
。」とし、「とく1ZFe は最高5.5−含まれる場
合がある。」を削除する。 1、事件の表示 特−昭56−197121号 2、発明の名称 高温耐蝕耐摩耗合金 3、補正をする者 46代理人 5、自発補正 7、補正の内容 明細書中、下記の訂正な行います。 (1)特許請求の範囲を別紙のとおり訂正Tる。 (3)  1a頁10〜最終行を削除する。 特許請求の範囲 1、重量で0.05ないし0.8%のC115ないし3
5%のCr%0.5ないし7.0%のW1合計0.1な
いし1.7%のT1.ZrおよびNbの1種または2f
ii以上、残部Niおよび不可避的な微量不純物の組成
からなるガラス繊維吐出回転子素材用の高温耐蝕耐摩耗
合金。 2、 さらに必要に応じて脱酸剤として8蓋2、0%以
下および/またはM n 2.0%以下を含有すること
t特徴とする特許請求の範囲第1項記載の合金。 出願人代理人  弁理士 鈴 圧式 彦1、事件の表示 特願昭56−197121号 2、発明の名称 高温耐蝕耐摩耗合金 5、自発補正 一′嬬二、。 7、補正の内容 明細書13頁10〜19行の1節「以上、従来の・・・
・・・成功したわけである。」を削除する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 重量でC0,05ないし0.8憾、Cr15ない
    し35傷、WO15ないし7.0係、Ti 、Zrおよ
    びNlyの1種または2種以上の合計0.1ないし1.
    7鴫、残部Nlおよび不可避的な1故景不純物の組成か
    らなる高温耐蝕耐摩耗合金。 2、 さらに必要に応じて脱酸剤としてSi2.0優以
    下および/またはMn 2.0 ’4以下を含有するこ
    とを特徴とする特許梢求の範囲第1項に記載の合金。
JP56197121A 1981-12-08 1981-12-08 高温耐蝕耐摩耗合金 Expired JPS5947021B2 (ja)

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