JPS58502B2 - 耐熱性のすぐれた合金 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、高温強度にすぐれ、かつ加工性の良好な耐
熱性の合金に関する。

従来から化学工業用、特に工％レンプラントの分解炉や
改質炉にはＨＫ４０（０，４Ｏ−２５Ｃｒ−２ＯＮｉ）
などの遠心鋳造管が使用されているが、鋳造合金では小
径薄肉管の製造は不可能で、かつ管の長さも限定される
ため配管には強度的に不安定な溶接接手部が増加する欠
点があった。

まだ、化学工業用としては効率化のため高温化がますま
す必要とされるが、現在鍛伸管として使用されているイ
ンコロイ８００（２０Ｃｒ−３ＯＮｉ−Ｔｉ−ＡＡ）は
高温強度が十分ではない。

そのため、化学工業の安定化操業と能率化のだめに高温
強度が高く、かつ細径長尺管の製造可能な鍛伸材の開発
が強く要望されている。

この発明は、かかる要望に答えるだめに種々研究の結果
、従来の鍛造用耐熱合金に比べ高温強度にすぐれ、かつ
鍛造等の加工性にすぐれた耐熱性の合金を提案するもの
である。

すなわち、この発明の要旨とするところは、炭素０．０
１〜０．３０へけい素０．０１〜１．０％、マンガン０
．０１〜２，０玖りロム１０〜３０％、％タニウム０，
１〜３．０％、アルミニウムｏ、ｉ〜３．０％、マグネ
シウム０．００５〜０．０５％、およびモリブデンとタ
ングステンのうち１種まだは２種を０．５〜２５％含有
し、残部はニッケルおよび不可避的不純物からなり、炭
素が固溶したオーステナイト組織を有する合金、および
上記成分組成にさらにほう素０．００１〜０．０５％、
ジルコニウム０．００１〜１．０％、ベリリウム０．０
０１〜１．０％のうち１種または２種以上を含有し、炭
素が固溶したオーステナイト組織を有する耐熱性のすぐ
れた合金である。

炭素が固溶しだオーステナイト組織とするには溶体化処
理が必要で、溶体化処理温度は１２００℃以上が好まし
く、１２００℃未満では炭素の固溶化が十分でないため
耐熱性の満足できる耐熱合金かえられない。

この発明の合金における炭素は耐熱合金として必要な引
張り強さ、およびクリープラブチャー強度等の耐熱特性
を向上させるのに有効な成分で０．０１％以上を必要と
するが、０．３０％を越えると熱処理状態で固溶残りの
炭素が増加し高温強度が低下する。

けい素は溶鋼の脱酸剤として必要であり、溶接性の劣イ
賑強度の低下をもたらさない範囲として０．０１〜１．
０％が望ましい。

マンガンは脱酸剤、加工性改善のため添加するものであ
るが、０．０１％未満では効果がなく、また２、０チを
越えて過剰に添加すると耐熱特性が劣化する。

クロムは耐酸化性、靭性の改善にすぐれた効果があるが
、１０チ未満では耐酸化性が劣り、３０条を越えると安
定した完全オーステナイト相を得るのが困難となる。

鉄は経済的な理由でニッケルの一部と置換できるもので
あるが、３０チを越えると脆化相が析出するから好まし
くない。

チタニウムおよびアルミニウムは高温強度および高温靭
性の改善に有効であるが、いずれも０．１０％未満では
その効果が得られず、またいずれもが３％を越えると鍛
造が困難になり溶接性も劣化する。

マグネシウムは０．００５％以上の添加により加工性を
向上するが、０．０５０％を越えると逆に加工性が低下
し溶接性も悪くなる。

モリブデンおよびタングステンは主に固溶強化として高
温強度の向上に有効であるが、０．５％未満ではその効
果が得られず、また２５％を越えると加工性が悪くなり
脆化相を析出する。

はう素はオーステナイト系耐熱合金に０．００１％以上
含有させると高温強度の改善に有効であるが、０．０５
％を越えると熱間加工性および溶接性が劣化する。

ジルコニウムは０．００１％以上の含有によりほう素と
同様に高温強度の改善に有効であるが、１０チを越える
と粗大炭化物を形成して強度が低下するから好ましくな
い。

ベリリウムは０．００１％以上の含有によりほう素、ジ
ルコニウムと同様に高温強度の改善に有効であるが、１
．０％を越えると逆にその効果は減少する。

次に、この発明の組成をもつ合金の実施例をあげ、同時
にこの発明の合金組成に属さない従来合金を含めて、そ
れぞれの１０００℃におけるクリープ破断強度および１
０００℃における短時間引張特性について試験した結果
を第１表および第２表に示す。

上記試験結果より、従来合金では１０００℃、１０４ｈ
のクリープ破断強度が１．０ｋｇ／ｍｍ２以下であるに
対し、この発明合金ではすべて１．０ｋｇ／ｍｍ２以上
のクリープ破断強度が得られ、特にチタニウム、アルミ
ニウムの他に、はう素、ジルコニウム、ベリリウムのう
ち１種または２種以上を含有する発明合金Ｇ−０はクリ
ープ破断強度が著しく改善されることがわかる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 炭素０．０１〜０．３０％、けい素０．０１〜１．
   ０穴マンガン０．０１〜２．０％、クロム１０〜３０％
   、％タニウムＯ１１〜３．ｏ覧アルミニウム０．１〜３
   ．０％、マグネシウム０．００５〜０．０５％、および
   モリブデンとタングステンのうち１種または２種を０．
   ５〜２５％含有し、残部はニッケルおよび不可避的不純
   物よりなり、炭素が固溶したオーステナイト組織を有す
   る耐熱性のすぐれた合金。 ２ 炭素０．０１〜０．３０％、けい素０１０１〜１．
   ０％、マンガン０．０１〜２．０％、クロム１０〜３０
   ％、％タニウム０．１〜３．０％、アルミニウム０．１
   〜３．０％、マグネシウム０．００５〜０．０５％、お
   よびモリブデンとタングステンのうち１種または２種を
   ０．５〜２５％含有し、さらにほう素０．００１〜０．
   ０５％、ジルコニウム０．００１〜１．０％、ベリリウ
   ム０．００１〜１．０ ％のうち１種または２種以上を
   含有し、残部はニッケルおよび不可避的不純物よりなり
   、炭素が固溶したオーステナイト組織を有する耐熱性の
   すぐれた合金。