JPS5811765A - 表面に高濃度のAl含有層を有する高Al耐熱合金鋼 - Google Patents

表面に高濃度のAl含有層を有する高Al耐熱合金鋼

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JPS5811765A
JPS5811765A JP11111881A JP11111881A JPS5811765A JP S5811765 A JPS5811765 A JP S5811765A JP 11111881 A JP11111881 A JP 11111881A JP 11111881 A JP11111881 A JP 11111881A JP S5811765 A JPS5811765 A JP S5811765A
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heat
steel
resistant steel
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Takashi Zaizen
財前 孝
Shozo Yamane
山根 昭三
Yasuo Otoguro
乙黒 靖男
Mikio Yamanaka
幹雄 山中
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SHINHOUKOKU SEITETSU KK
Nippon Steel Corp
Original Assignee
SHINHOUKOKU SEITETSU KK
Nippon Steel Corp
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  • Coating With Molten Metal (AREA)

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】 本発明は高度の耐高温酸化性、耐高温腐食性、耐浸炭性
、1菫化性および耐硫化性を有する耐熱合金鋼に関する
近年、石炭の液化・ガス化、1!HD、オイルシェール
・タールサンドの精製、石油精製等のエネルギー関連装
置では、その装置用の金属材料に対して苛酷な高温環境
を作り出している。これらに共通する点は高濃度のs、
c3又はその化合物、場合によっては硫酸塩・炭酸塩等
の溶融塩を含む高温雰囲気によって金属材料が酸化・腐
食されることである。これらの環境に対しては既存のス
テンレスや、耐熱鋳鋼はいずれも充分な耐酸化性および
耐高温腐食性を示さず、より耐酸化、耐食性の優れた耐
熱材料の開発が望まれている。また金属材料や耐火物の
加熱炉、焼成炉、熱処理炉に使用される各種の耐熱金属
材料では従来がらも各種高温雰囲気による酸化、浸炭、
窒化等による損傷が問題になっていたが、最近では省エ
ネルギーのうえから水冷部分の冷却を止めて耐熱金属に
切換える動きもあり、増々耐熱金属材料に対する耐熱性
の向上が望まれている。
一般に耐熱鋼の高温での酸化や腐食に対する抵抗性を増
すには、(!r、81、Alの含有量をより高くするこ
とが有効であるが、一方においてこれらの元素の多量添
加#′i湯流れ性や熱間・冷間での靭性や延性を劣化さ
せるので、製造性、加工性、使用性能が悪化し自づから
それらの添加1tri制限される。
か\る矛盾を解決するために1オーステナイト系ステン
レス鋼やN1基又はcO基耐熱鋼にA2鍍金又はその拡
散浸透鍍金をする方法が数多く提案されている(%開昭
55−97460号番特公昭56−505号I G −
W−()oward ”、J −Me ta Is 、
OCt −(1970)31 e泉ら:日本学術振興会
第123委員会研究報告、Vol。
19、罰、2.昭和53年7月、233頁)0これらの
うちN1基およびCo基の耐熱鋼のものは非常に高価で
あまり実用的でない。一方、オーステナイト系ステンレ
ス鋼や耐熱鋳鋼にAlを鍍金又は拡散浸透鍍金したもの
は一部実用化されているが、表TklK鍍金されたAl
はAlの融点以上の高温での使用中に1合金表層部と相
互拡散して最表面に高濃度のhiを含有する合金層とそ
の下に低濃度のム1を含有する合金層の二層を形成する
しかるKこれら二つの合金層は熱膨張率や拡散速度が相
互に異るため断続加熱を繰返しているうちに二つの合金
層の関に空隙が生じて、最上部のムLを多量に含有する
合金層は剥離し、合金表面には低濃度のムLを含有する
合金層が直接高温雰囲気にさせられることになる。この
残された方の低濃度のA2合金層はAJ!d金前の素地
よりは耐酸化性や耐高温層食性は優れてはいるが、高温
で使用中に表面層のAlがマトリックス内部へ拡散して
行くため、表面層のムL濃度は増々下り、Al鍍金の効
果はほどなく薄れてし1う。また場合によっては、この
低濃度の合金層と地鉄の境界で剥離が生じることもあり
、オーステナイト系ステンレス鋼や耐熱鋳鋼へのAl鍍
金や拡散浸透鍍金はその効果を長期にわたって充分に発
揮し得ない。
本発明は耐熱鋼の表層部のhl富化による強化法のか\
る欠点を克服するものであり、長期にわたりAll鍍金
の効果を持続させるものである0すなわち本発明者らは
種々の耐熱鋼表面にムL#I金を施し、その挙動を調べ
た結果、金属組織が主としてγ相である耐熱鋼において
、金属素地に2%以上のAjlを含むものにhl、鍍金
をした場合には高温使用中にAItがマトリックスと相
互拡散して合金層を作っても、前記のように合金層がは
っきシと高h1層と低h1.層の2層に分れることはな
く、その表面に高濃度のhn含有層を形成し、hl、の
濃度は合金層表面から母材に向い漸減していることを知
見した。即ち本発明はC007%以下、813%以下、
Mn 2%以下、lit 10〜40%、Or 9〜3
0%、hn2〜8%、残部が主としてFeよシなり、且
つその表面にム1を主成分とする鍍金層を有する高AI
t耐熱鋼であって、このような構成とすることによって
形成されたA1合金層が使用中に剥離することはなく、
長期に亘りhn鍍金の効果が発揮され、その優れた耐酸
化性と耐高温腐食性が維持される。
以下に本発明においてhjL鍍金の素地となる耐熱鋼の
合金成分範囲を前記の如く限定した理由について述べる
Cfdオーステナイト組織を安定化し、鋼の高温強度を
高めるのに有効であるが001%を超えて含有させると
靭性・延性が低下して、熱応力による耐割れ性も低下す
るので含有量の上限を0.7%とした。
81は耐浸炭性、耐酸化性を向上させるが、本発明の場
合は表面11強化によってこれらの特性を発揮できるの
で、3.0%以下で充分である0まだSlは湯流れ性を
良好にするだめc、A1等の含有量とのバランスのうえ
に決定されるべきであるが、3.0%を超えて含有する
と材料の靭性が劣化し、熱応力による耐割れ性も低下す
るのでその上限を3.0%とした。
Mnはオーステナイト生成元素であるが、2.0%を超
えて含有すると耐酸化性に悪影響するので、その上限を
2.0%とした。
N1は耐熱鋼の高温強度を維持するγ相を形成するため
に不可欠の元素であり、このために10%以上の添加が
必要である。しかしながら40%を゛超えて添加しても
いたずらに高価になる一方、耐硫化性が劣化するので、
添加量の上限を40%にした。
Orは耐熱鋼としての基本的な耐酸化性や耐高温腐食性
を鋼に付与する成分であり、このために9%以上の添加
が必要である。しかしながら30%を超えて添加すると
靭性等の材質の劣化が激しいため、添加量の上限を30
%どした。
hl、は鋼の耐酸化性と耐高温腐食性を高める以外に本
発明においては、hl鍍金層と鋼表層部が合金化して作
る高濃度のA1合金層の耐剥離性を維持するために銅素
地に2傷以上添加しておく必要があるoしかしながら8
%を超えて添加すると靭性等の材質の劣化が激しいので
添加量の上限を8%とした。
以上の元素の外に特に含有量の限定はしないが、素地の
耐熱鋼の耐酸化性、熱間加工性、高温強度の増強等の種
々の目的のために通常はT1、Zr NWbSTa、B
e、Y、La5Ca、Co、Ou、Mo、W。
Oa 、 Mg 、 Bなどの元素を1種又は2種以上
添加するO また本発明鋼の金属組織は主としてオーステナイト相で
あるが、若干のフェライト相やCr炭化物相を含むこと
もある。
次にA!の鍍金法としては通常の溶融hQ鍍金法の他に
拡散浸透鍍金(カロライズ法)、溶射法、レーザーによ
る焼付法、電気A2鍍金、hfl、粉末含有塗料による
もの等を含める。
また鍍金されるA2のなかにはその鍍金性を著しくそこ
なわない程度の量の81、OrSMo、Ti、Nb、Z
r、Hf、Th、8c、Yを含む希土類元素を含むこと
もある。
また下地となる耐熱鋼の作成方法は連続鋳造又は鋼塊か
ら分塊・圧延又#′i鍛造されたもの\外、直接目的形
状に鋳造(遠心鋳造を含む)されたものを含む。
以下に実施例により本発明の効果をさらに具体的に説明
する。
実施例1 第1表に化学組成(重量%)を示す6鋼の試験片(2t
X 20 X 50 mm )の表面に通常の溶融法に
よるAIt鍍金をはどこした。試験片表面のh1層の厚
さけ20〜100 、mで、その下には20〜30 、
l、Itの厚さのAj!合金層が形成された。これらの
試験片をあらかじめ900°C×8時間の大気中熱処理
により表面のAl1層をも合金化させ、表面に高濃度の
ム1含有層を形成させ、ついでガソリンエンジンカラの
排気ガスと空気の混合ガスを雰囲気とする1200°0
.1に保持された電気炉に30分挿入した後、30分空
冷するという断続加熱を繰返し行い、重量変化を測定し
た。その結果、比較鋼はいずれも断続加熱13〜25回
から合金層が剥離し始め、第2表に示すように以後は激
しい重量減を示し、断続加熱150回では全て暗黒色に
なっていた。このことは、この時点ではもはやA1g0
3皮膜は形成されず、OrとFeのスピネル系酸化皮膜
(Fe−0r )304が形成されていることを示す。
一方本発明鋼は上記の断続加熱を150回行った後も、
第2表に示すように若干の重量増を示したま\で、合金
層の剥離はなく、表面の色は茶褐色を呈していた。この
ことは試料表面に強固なAl1203を主成分とする皮
膜が形成され、優れた耐酸化性を保持していることを示
す0第  2  表 実施例2 第1表に示す6鋼のうちBCH22および本発明鋼A−
’5ノ丸棒(22φX2001) K、a常o−俗mA
Ity金fflどこし、日本瓦焼成炉の瓦のピンとして
各6本を試用した。このピンは焼成炉中で瓦がだおれる
のを防止するために用いるもので、焼成炉中では瓦とピ
ンは約2昼夜か\って常温−1200〜1250°C→
常温の温度サイクルを受ける。このような炉で繰返し約
7ケ月使われた後にこれらのピンの形状を測定した。そ
の結IcH−22にA1鍍金をほどこしたものはいずれ
も直径が減少しており、平均で3 、9mmだけ直径が
減少した。それに対し、本発明鋼にAn鍍金をほどこし
たものでは一部に表面層の部分的な剥離がみられたもの
\、全体としては直径の減少はなかった。
実施例3 第1表に示すA−2の組成のもの(本発明鋼)の熱延板
を成形・溶接して、210φX 1000IlX 10
tの板巻バイブを作成した。このパイプの内外面に、通
常の溶融hn鍍金をelどこし、連続焼鈍炉のラジアン
トチューブのうちバーナーのフレームが当って損傷確率
の高い部分に使用した。炉内g4IfF′1800〜9
30°Cであるが、ラジアントチューブの当   ′”
該個、所の温度は10008C以上になることもある。
バーナーのフレームの当る部分では、通常は内面が浸炭
、硫化、酸化を受けて異常スケールが発生し、浸炭によ
る内部応力のために異常変形して割れの発生する確率が
高い。本発明鋼を使用した部分では、使用6ケ月後にお
いても何らの異常、スケールや変形もみられず、勿p割
れの発生をみることもなく順調に稼動している0 以上の実施例が示すように本発明鋼は高温の酸化・腐食
性雰囲気に対して高い抵抗性を示すもので、加熱炉、焼
鈍炉、熱処理炉、焼成炉、焼却炉等のラジアントチュー
ブ、レキュペレータ−、ハースロール、搬送ベルト、ス
キッド金物、各種遮熱板、その地諸々の金属部品のみな
らず、石炭の液化・ガス化、MHD、オイルシェール・
タールサンドの精製装置、発電ボイラー、石油精製、石
油化学工業、その細化成品工業の反応容器、反応管、熱
交換器、搬送管、その他の諸々の高温部材として耐久度
の高い材料を提供するものであり、本発明はエネルギー
価格の高騰化時代の各種の高温装置において利用価値の
きわめて高い発明である0

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. LCo、7%以下、813.0%以下、Mn 2.0%
    以下、Ni 10〜40%、Or 9〜30%、Aff
    i2〜8%、残部が主としてIFeよシなり、且つその
    表面に高濃度の五り含有層を有することを特徴とする高
    Aρ耐熱合金鋼。
JP11111881A 1981-07-16 1981-07-16 表面に高濃度のAl含有層を有する高Al耐熱合金鋼 Granted JPS5811765A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61113748A (ja) * 1984-11-09 1986-05-31 Hitachi Ltd 耐硫化侵食性Cr−Ni−Al−Si合金

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5436130A (en) * 1977-08-26 1979-03-16 Hitachi Ltd Electron beam correction unit
JPS5611749A (en) * 1979-07-09 1981-02-05 Takashi Mizumoto Preparation of comfrey and cow's milk

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5436130A (en) * 1977-08-26 1979-03-16 Hitachi Ltd Electron beam correction unit
JPS5611749A (en) * 1979-07-09 1981-02-05 Takashi Mizumoto Preparation of comfrey and cow's milk

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61113748A (ja) * 1984-11-09 1986-05-31 Hitachi Ltd 耐硫化侵食性Cr−Ni−Al−Si合金
JPS6240419B2 (ja) * 1984-11-09 1987-08-28 Hitachi Ltd

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JPS6151623B2 (ja) 1986-11-10

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