JPS5821022B2 - 硝酸および弗酸よりなる混酸に対する耐食性並びに耐摩耗性のすぐれた高クロム合金 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、硝酸および弗酸よりなる混酸（以下硝弗酸
という）使用の酸洗槽およびその付帯設備、硝弗酸回収
装置、および硝弗酸使用の溶解装置などにおける硝弗酸
にさらされる環境下で使用した場合にすぐれた耐食性を
示す古共に、耐摩耗性にもすぐれた高クロム合金に関す
るものである。

従来、一般に硝弗酸にさらされる環境下においては、硝
弗酸による激しい腐食のために金属材料は使用されてお
らず、これら環境下ではゴム、テフロンおよびその他の
耐酸樹脂、並びに耐酸レンガなどの非金属材料が使用さ
れているのが現状である。

しかしながら、前記の非金属材料は、耐摩耗性や機械的
強度が要求される場合には使用寿命が短かく、しかも前
記非金属材料で大型構造物を製作することは困難であっ
た。

このようなことから、最近硝弗酸にさらされる環境下で
金属材料を使用する試みがわずかではあるがなされ、例
えば硝弗酸使用のプル１ヘニウム溶解装置において数種
の金属材料を使用し、その腐食態様を比較検討したとの
報告があり、前記報告ではインコネル６９０が最も硝弗
酸に対する耐食性が良好であると述べている。

この発明は、上述のような観点から、硝弗酸にさらされ
る環境下において、大型構造物の製作が可能であると共
に、耐摩耗性や機械的強度が要求される場合にも使用寿
命が長く、さらにインコネル６９０よりも一段とすぐれ
た耐食性をもった合金を提供するもので、 Ｃｒ：３５〜８５％。

Ｆｅ：５〜２５ｔｆｂ。

Ｃ：１％以下、 Ｃｏ ： ０．１〜２０ ％、 を含有し、さらに必要に応じて、 （ａ）Ｔｉ 、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、およびＷのうちの１
種または２種以上二０．１〜５％、 （ｂ） 希土類元素：０．００１〜２係、以上（ａ）
および（ｂ）のうちのいずれか１種または２種を含有し
、 Ｎｉおよび不可避不純物：残り、 （以上重量％）からなることに特徴を有するものである
。

ついで、この発明の合金において、成分組成範囲を上述
のように限定した理由を説明する。

（ａ）Ｃｒ Ｃｒ成分には硝弗酸に対する耐食性を向上させる作用が
あるが、その含有量が３５％未満では所望の耐食性を確
保することができないので３５係以上含有させる必要が
あり、このようにＣｒ含有量を高くすることによって耐
食性が増大し、硝弗酸の濃度および温度条件によっても
たらされる激しい腐食性に対してもすぐれた耐食性を示
すようになる。

しかし８５係を越えて含有させると、合金の製造に際し
て、鋳造技術上および塑性加工技術上困難性を伴うよう
になることから、その上限値を８５％と定めた。

なお、例えはステンレス鋼の酸洗には温度約６０°Ｃ程
度の１７係ＨＮＯ３−３チＨＦの硝弗酸溶液が使用され
ているが、このような激しい腐食環境下において合金の
完全耐食性をはかるためにはＣｒ含有量を４５％以上に
するのがよく、また一方６５％を越えたＣｒ含有量では
塑性加工に特別な配慮を加えなければならなくなるので
、その含有量を４５〜６５優にするのが望ましい。

（ｂ） Ｆｅ Ｆｅ成分の含有量が多くなるほどα相が多くなって合金
の耐食性が向上するようになるが、その含有量が５％未
満では所望の耐食性が得られないので５％以上の含有が
必要である。

しかし２５％を越えて含有させるとα相が析出して・合
金が脆化するようになるので２５％を越えて含有させて
はならない。

（ｃ） Ｃ Ｃ成分の含有量が少なければ少ないほど合金の耐食性は
向上するのであって、１．０％を越えたＣ含有量では所
望の充分な耐食性を確保することが、できない。

なお、Ｃｒ含有量が４５〜６５％の場合には、鋳造に困
難性が伴わないので、０．１％以下のＣ含有量にするの
が望ましい。

しかしながらより高Ｃｒ含有量の場合には鋳造性が劣化
するから、これを補うために１％以下の範囲においてＣ
ｒ含有量に応じてＣ含有量を高くしてやらなければなら
ない。

（ｄ） Ｃ。

Ｃｏ成分には合金の耐食性をそこなうことなく機械的性
質、特に硬さを増して耐摩耗性を向上させる作用がある
が、その含有量が０．１係未満では前記作用に所望の効
果が得られず、一方２０％を越えて含有させるとα相の
析出により合金が脆化するようになることから、その含
有量を０．１〜２０％と定めた。

（ｅ）Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、およびＷこれら成分は
合金の耐食性および加工性を一段と改善するために含有
されるが、その含有量が０．１％未満では所望の改善効
果が得られず、一方５係を越えて含有させてもより一層
の効果向上はみられないので、その含有量を０．１〜５
係と定めた。

（ｆ） 希土類元素 希土類元素も同様に合金の耐食性および加工性を一層向
上させるために含有されるが、その含有量が０．００１
％未満では所望の向上効果が得られず、一方２％を越え
て含有させると逆にこれら特性がそこなわれるようにな
ることから、その含有量を０．００１〜２％と定めた。

（ｇ）Ｎｉ Ｎ１成分は合金の耐食性および加工性に影響を及ぼす成
分であり、１０〜６０係の含有が望ましい。

これは１０％未満の含有では所望の靭性を確保すること
ができず、一方６０％を越えた含有ではγ相が安定して
耐食性が不充分となる理由によるものである。

なお、この発明の高クロム合金は通常の溶解法によって
製造されるので、脱酸材としてＳｉ。

Ｍｎ、およびＡＢＪＥ使用されるが、これら脱酸成分の
１％以下の含有は合金特性、特に耐食性に何らの影響を
及ぼすものではない。

つぎに、この発明の合金を実施例により比較例と対比し
ながら説明する。

実施例 通常の溶解法によって第１表に示される成分組成をもっ
た本発明合金１〜１６および比較合金１゜２を製造した
。

なお、第１表において、比較合金１はインコネル６９０
、比較合金２はＣｒ、Ｆｅ。

およびＣの含有量が本発明合金の成分組成範囲内にある
が、Ｃｏ成分を含有しない合金（特願昭５１−１５５１
０９号として出願のもの）である。

ついで、第１表に示されるそれぞれの合金に対して、温
度６０°Ｃ２１７係ＨＮＯ３−３係ＨＦの組成をもった
硝弗酸溶液中に浸漬の腐食試験を施し、その腐食速度を
測定し、この結果を第１表に示した。

また前記合金の硬さも合せて示した。第１表に示される
結果から明らかなように、本発明合金は、硝弗酸に対し
て耐食性を示すと云われているインコネル６９０に相当
する比較合金１に比してきわめてすぐれた耐食性を示し
ている。

また、例えば本発明合金３と本発明合金６〜１６との比
較から、Ｔ ｉ 、 Ｚｒ 、Ｎｂ 、Ｍｏ 、Ｗ、お
よび希土類元素の含有によって耐食性がさらに一段と向
上することが明らかである。

さらに、本発明合金２〜４とＣｏを含有しない比較合金
２とはほぼ同等の耐食性を示すが、ｃｏを含有する本発
明合金２〜４の方が高い硬さを示し、耐食性に加えてす
ぐれた耐摩耗性をもつことが明らかである。

上述のように、この発明の高クロム合金は、硝弗酸に対
してすぐれた耐食性を示すと共に、耐摩耗性にもすぐれ
、さらに高い機械的強度と良好な加工性および溶接性を
もつので大型構造物の製作にも適用でき、しかもコスト
安く製造できるなどのすぐれた特性をもつものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ Ｃｒ ： ３５〜８５％。 Ｆｅ：５〜２５係。 Ｃ：１係以下、 Ｃｏ ： ０．１〜２０ ％ Ｎｉおよび不可避不純物：残り、 （以上重量％）からなることを特徴とする硝酸および弗
   酸よりなる混酸に対する耐食性並びに耐摩耗性のすぐれ
   た高クロム合金。 ２ Ｃｒ ”、 ３５〜８５ ％ ｔ Ｆｅ：５〜２５係。 Ｃ：１係以下、 Ｃｏ ： ０．１〜２０ ％、 を含有し、さらに （ａ）Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、およびＷのうちの１種
   または２種以上：０．１〜５％、 （ｂ） 希土類元素：０．００１〜２％、以上（ａ）
   および（ｂ）のうちのいずれか１種または２種を含有し
   、 Ｎｉおよび不可避不純物：残り、 （以上重量％）からなることを特徴とする硝酸および弗
   酸よりなる混酸に対する耐食性並びに耐摩耗性のすぐれ
   た高クロム合金。