JPS58750B2 - クロマイズド処理方法 - Google Patents
クロマイズド処理方法Info
- Publication number
- JPS58750B2 JPS58750B2 JP55073492A JP7349280A JPS58750B2 JP S58750 B2 JPS58750 B2 JP S58750B2 JP 55073492 A JP55073492 A JP 55073492A JP 7349280 A JP7349280 A JP 7349280A JP S58750 B2 JPS58750 B2 JP S58750B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chromized
- layer
- treatment
- phase
- thickness
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- Expired
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- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はクロマイズド処理方法に関し、更に詳しくはボ
イラの過熱器管、再熱器管あるいはレキュペレータなど
の高温雰囲気中に晒されるオーステナイト系ステンレス
鋼成品表面に予めＮｉ層を形成せしめた後クロマイズド
処理をする方法に関する。
イラの過熱器管、再熱器管あるいはレキュペレータなど
の高温雰囲気中に晒されるオーステナイト系ステンレス
鋼成品表面に予めＮｉ層を形成せしめた後クロマイズド
処理をする方法に関する。
従来より、高温腐食あるいは水蒸気酸化の対策として行
なわれているＣｒ合金化表面処理即ちクロマイズド処理
では、合金化熱処理中にＣｒ−Ｆｅ合金化が進行し、６
００℃〜９００℃温度域で容易にσ相（脆化相）が形成
され、そのために過酷な曲げ加工時や高温使用時、或は
溶接施行時に熱影響部に割れ又は剥離が発生する欠陥が
あった。
なわれているＣｒ合金化表面処理即ちクロマイズド処理
では、合金化熱処理中にＣｒ−Ｆｅ合金化が進行し、６
００℃〜９００℃温度域で容易にσ相（脆化相）が形成
され、そのために過酷な曲げ加工時や高温使用時、或は
溶接施行時に熱影響部に割れ又は剥離が発生する欠陥が
あった。
この現象を第１図に示すＦｅ、Ｃｒ及びＮｉの３元素合
金の状態図（６００℃）によって説明すれば、従来のク
ロマイズド処理方法による処理後のクロマイズド層組成
は、例えば母材が５ＵＳ３２１Ｈの場合、図中の斜線を
施こした個所にあり、主としてＣｒとＦｅとの相互元素
拡散によつ６００℃で（σ＋γ）域即ち脆化域となる。
金の状態図（６００℃）によって説明すれば、従来のク
ロマイズド処理方法による処理後のクロマイズド層組成
は、例えば母材が５ＵＳ３２１Ｈの場合、図中の斜線を
施こした個所にあり、主としてＣｒとＦｅとの相互元素
拡散によつ６００℃で（σ＋γ）域即ち脆化域となる。
又第３図は、従来のクロマイズド処理の場合にＣｒとＦ
ｅとの相互元素拡散によってσ相（脆化相）が析出する
状態（母材として５ＵＳ３２１Ｈを使用）を示すもので
あるが、クロマイズド層の略々全域に亘ってσ相が出現
していることが判る。
ｅとの相互元素拡散によってσ相（脆化相）が析出する
状態（母材として５ＵＳ３２１Ｈを使用）を示すもので
あるが、クロマイズド層の略々全域に亘ってσ相が出現
していることが判る。
尚、第２図は従来より一般に行なわれているクロマイズ
ド処理の熱処理パターンを示すもので、Ａは合金化処理
（加熱→炉冷）、Ｂは溶体化処理（加熱→水冷）を示す
。
ド処理の熱処理パターンを示すもので、Ａは合金化処理
（加熱→炉冷）、Ｂは溶体化処理（加熱→水冷）を示す
。
以上に説明しまたように従来一般に行なわれているクロ
マイズド処理方法は合金層（クロマイズド層）がσ相（
脆化相）に変態する欠点を有するのに対し、本発明は、
Ｎｉ中へのＦｅの拡散がＣｒのそれよりも比較的小さい
と言う特性を利用することによって、即ちオーステナイ
ト系ステンレス鋼の管また板等の成品の表面に予め５μ
以上の厚さのＮｉ層を形成し母材中へのＦｅのＮｉ層へ
の拡散を抑制する状態でＣｒを合金化させることによっ
て合金層（クロマイズド層）中にσ相が生成するのを防
止することを特徴とするもので、上記の従来のクロマイ
ズド処理方法の有する重大な欠陥の除去を可能にしたも
のである。
マイズド処理方法は合金層（クロマイズド層）がσ相（
脆化相）に変態する欠点を有するのに対し、本発明は、
Ｎｉ中へのＦｅの拡散がＣｒのそれよりも比較的小さい
と言う特性を利用することによって、即ちオーステナイ
ト系ステンレス鋼の管また板等の成品の表面に予め５μ
以上の厚さのＮｉ層を形成し母材中へのＦｅのＮｉ層へ
の拡散を抑制する状態でＣｒを合金化させることによっ
て合金層（クロマイズド層）中にσ相が生成するのを防
止することを特徴とするもので、上記の従来のクロマイ
ズド処理方法の有する重大な欠陥の除去を可能にしたも
のである。
以下に、図面を参照して本発明のクロマイズド処理方法
の構成部に予め母材上に下地層として形成するＮｉ層の
厚さを５μ以上に限定する理由について詳細に説明する
。
の構成部に予め母材上に下地層として形成するＮｉ層の
厚さを５μ以上に限定する理由について詳細に説明する
。
本発明の方法を要約すれば、従来のクロマイズド処理力
法によるり「−１マイズド層即ち第１図の状態図中の斜
線部分（σ１−γ相）を、該部分に於げるＦｅＥ−を減
少ｃ’５−ｅて図中の矢印に示す方向即ち（α斗γ）或
は（γ）域の方向−＼移動さ−けるものであり、其のＦ
ｅ量を減少させる具体的手段として母材上に５μ以上の
厚さのＮｉ層を形成した後クロマイズド処理を施行１゛
るものである。
法によるり「−１マイズド層即ち第１図の状態図中の斜
線部分（σ１−γ相）を、該部分に於げるＦｅＥ−を減
少ｃ’５−ｅて図中の矢印に示す方向即ち（α斗γ）或
は（γ）域の方向−＼移動さ−けるものであり、其のＦ
ｅ量を減少させる具体的手段として母材上に５μ以上の
厚さのＮｉ層を形成した後クロマイズド処理を施行１゛
るものである。
第４図乃至第６図は、５ＵＳ３２１Ｈの母材」−に予め
夫々５μ、１０μ及び２０μの厚さのＮｉ層を形成（−
だ場合に、それ等のＮｉ層へＦｅ及びＣｒが拡散する状
態を示すグラフで、第２図に示すクロマイズド処理の熱
処理パターンからＮｉ層へのＦｅ及びＣｒの拡散距離及
び濃度を計算することによって求めたものである。
夫々５μ、１０μ及び２０μの厚さのＮｉ層を形成（−
だ場合に、それ等のＮｉ層へＦｅ及びＣｒが拡散する状
態を示すグラフで、第２図に示すクロマイズド処理の熱
処理パターンからＮｉ層へのＦｅ及びＣｒの拡散距離及
び濃度を計算することによって求めたものである。
第４図乃至第６図に於て明らかなように、ＣｒはＮｉ層
中に充分拡散１ろが、Ｆｅの拡散箱は極めて微小である
。
中に充分拡散１ろが、Ｆｅの拡散箱は極めて微小である
。
これを第７図の状態図（第１の状態図と同一条件のもの
）によって説明すれば、本発明の方法によるクロマイズ
ド層の組成は、Ｎ１層の厚さ５μの場合は図中のＡ点に
、１０．ｔの場合はＢ点に、２０μの場合は０点に夫々
該当し２て、執れも６００℃で（α−＋γ）域となる。
）によって説明すれば、本発明の方法によるクロマイズ
ド層の組成は、Ｎ１層の厚さ５μの場合は図中のＡ点に
、１０．ｔの場合はＢ点に、２０μの場合は０点に夫々
該当し２て、執れも６００℃で（α−＋γ）域となる。
従って、σ相（脆化相）は全く出現せず、従来のクロマ
イズド処理力法の有する脆化相発生の重大欠陥を除去り
ようとする当初に記載１〜た所ル」の目的を完全に達成
するものであく）。
イズド処理力法の有する脆化相発生の重大欠陥を除去り
ようとする当初に記載１〜た所ル」の目的を完全に達成
するものであく）。
又第４図乃卆第６図に於て明らかなように、母材のＦｅ
はＮｉ層界面。
はＮｉ層界面。
１つ２μ〜３μ拡散侵入する。
Ｎｉ層の厚さが５μより薄い場合は、Ｎｉ層のクロム濃
度が末だσ相を形成するに十分な高い値となっているの
でクロマイズド層の一部でσが析出する。
度が末だσ相を形成するに十分な高い値となっているの
でクロマイズド層の一部でσが析出する。
このことから本発明のり［１マイズド処理方法は、予め
形成するＮｉ層の厚さを５μ以上に限定するものである
。
形成するＮｉ層の厚さを５μ以上に限定するものである
。
Ｎｉ層の成形力法はメッキ法の他に二−ツクル箔を被処
理鋼と屯ね冷延し、た後熱延して形成する方法等がある
。
理鋼と屯ね冷延し、た後熱延して形成する方法等がある
。
実施例
第１表に示す化学成分を有する鋼の管（５０，８ｍｍφ
Ｘ４．５ｍｍｔＸ１５００ｍｍｌ）表面にＮｉメッキを
施した。
Ｘ４．５ｍｍｔＸ１５００ｍｍｌ）表面にＮｉメッキを
施した。
Ｎｉメッキは通常用いられているワラ）・浴組成による
電解メッキ法によった。
電解メッキ法によった。
これらＮｉメッキ、および比較のための無処理鋼管を用
い、通常の粉末パンク法によりクロマイズド処理を施し
また。
い、通常の粉末パンク法によりクロマイズド処理を施し
また。
クロマイズド処理条件を第２表に示す６゜
上記方法で製作したクロマイズド処理鋼管より、光学顕
微鏡試料、および幅２０ｍｍ×長２００ｍ１Ｘ肉厚管肉
厚のままの曲げ試験片を採取した。
微鏡試料、および幅２０ｍｍ×長２００ｍ１Ｘ肉厚管肉
厚のままの曲げ試験片を採取した。
クロマイズド層の組織観察に際しては、１０％ＫＯＨ電
解エッチし、σ相の生成の有無を確認し、まとめて表３
に示した。
解エッチし、σ相の生成の有無を確認し、まとめて表３
に示した。
また、曲げ試験片を６００℃Ｘ１ＱＯＯｈ、ｒ。
時効処理後、曲げ半径Ｒ＝１０ｍｍで１８０°曲げを行
ない、被膜にクラックが発生しているかどうかで判定し
、○（割れなし）、×（割れ発生）で表わした。
ない、被膜にクラックが発生しているかどうかで判定し
、○（割れなし）、×（割れ発生）で表わした。
第３表より明らかなようにニッケル層を５μ以上の厚さ
にした場合、クロマイズド後の時効処理した組織はすべ
てα＋γとなり曲げ試験は各鋼種ともクラックの発生は
認められなかった。
にした場合、クロマイズド後の時効処理した組織はすべ
てα＋γとなり曲げ試験は各鋼種ともクラックの発生は
認められなかった。
一方比較法としてニッケル層の厚さを２μ、４μとした
場合２μの場合は、クロマイズド処理後時効処理した組
織はσ単相、４μニッケル層の場合はα＋γとなり、曲
げ試験結果もすべて割れが発生した。
場合２μの場合は、クロマイズド処理後時効処理した組
織はσ単相、４μニッケル層の場合はα＋γとなり、曲
げ試験結果もすべて割れが発生した。
以上のようにニッケル層の厚さを５μ以上としクロマイ
ズド処理をすることにより、高温状態での脆化が防止で
き優れた加工性及び耐食性を有する表面処理鋼を得るこ
とができる。
ズド処理をすることにより、高温状態での脆化が防止で
き優れた加工性及び耐食性を有する表面処理鋼を得るこ
とができる。
第１図及び第７図はＦｅ、Ｃｒ及Ｎｉの３元素合金の６
００℃の状態図、第２図は従来行なわれているクロマイ
ズド処理の熱処理パターンを示す線図、第３図は従来行
なわれているクロマイズド処理の場合ＣｒとＦｅとの相
互拡散の状態を示す線図、第４図乃至第６図は母材（Ｓ
ＵＳ３２１）上に予め夫々５μ、１０μ及び２０μの厚
さのＮｉ層を形成した後クロマイズド処理を施行した場
合に、それ等のＮｉ層へＦｅ及びＣｒが拡散する状態を
示す線図である。
００℃の状態図、第２図は従来行なわれているクロマイ
ズド処理の熱処理パターンを示す線図、第３図は従来行
なわれているクロマイズド処理の場合ＣｒとＦｅとの相
互拡散の状態を示す線図、第４図乃至第６図は母材（Ｓ
ＵＳ３２１）上に予め夫々５μ、１０μ及び２０μの厚
さのＮｉ層を形成した後クロマイズド処理を施行した場
合に、それ等のＮｉ層へＦｅ及びＣｒが拡散する状態を
示す線図である。
Claims (1)
- １高温雰囲気中で使用されるオーステナイト系ステンレ
ス鋼の成品表面に予め５μ以上の厚さのＮｉ層を形成さ
せた後クロマイズド処理を行なうことを特徴とするクロ
マイズド処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55073492A JPS58750B2 (ja) | 1980-05-31 | 1980-05-31 | クロマイズド処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55073492A JPS58750B2 (ja) | 1980-05-31 | 1980-05-31 | クロマイズド処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56169767A JPS56169767A (en) | 1981-12-26 |
| JPS58750B2 true JPS58750B2 (ja) | 1983-01-07 |
Family
ID=13519815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55073492A Expired JPS58750B2 (ja) | 1980-05-31 | 1980-05-31 | クロマイズド処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58750B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58177458A (ja) * | 1982-04-12 | 1983-10-18 | Sumitomo Metal Ind Ltd | ニツケル、クロム合金拡散浸透処理法 |
| JPS59205469A (ja) * | 1983-05-02 | 1984-11-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | クロム拡散浸透処理法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4827934A (ja) * | 1971-08-17 | 1973-04-13 | ||
| JPS4839335A (ja) * | 1971-09-27 | 1973-06-09 | ||
| JPS5318437A (en) * | 1976-08-03 | 1978-02-20 | Seikosha Kk | Method of forming chromium carbide coating on carbon steel |
-
1980
- 1980-05-31 JP JP55073492A patent/JPS58750B2/ja not_active Expired
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4827934A (ja) * | 1971-08-17 | 1973-04-13 | ||
| JPS4839335A (ja) * | 1971-09-27 | 1973-06-09 | ||
| JPS5318437A (en) * | 1976-08-03 | 1978-02-20 | Seikosha Kk | Method of forming chromium carbide coating on carbon steel |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56169767A (en) | 1981-12-26 |
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