JPS5891156A - 耐孔食、耐隙間腐食、耐応力腐食割れ、耐水素脆性用アモルフアス鉄合金 - Google Patents

耐孔食、耐隙間腐食、耐応力腐食割れ、耐水素脆性用アモルフアス鉄合金

Info

Publication number
JPS5891156A
JPS5891156A JP20001682A JP20001682A JPS5891156A JP S5891156 A JPS5891156 A JP S5891156A JP 20001682 A JP20001682 A JP 20001682A JP 20001682 A JP20001682 A JP 20001682A JP S5891156 A JPS5891156 A JP S5891156A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
corrosion
resistance
alloy
hydrogen embrittlement
amorphous
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP20001682A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5842262B2 (ja
Inventor
Takeshi Masumoto
橋本功二
Koji Hashimoto
増本健
Masaaki Naga
奈賀正明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Research Institute for Iron Steel and Other Metals of Tohoku University
Original Assignee
Research Institute for Iron Steel and Other Metals of Tohoku University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Research Institute for Iron Steel and Other Metals of Tohoku University filed Critical Research Institute for Iron Steel and Other Metals of Tohoku University
Priority to JP20001682A priority Critical patent/JPS5842262B2/ja
Publication of JPS5891156A publication Critical patent/JPS5891156A/ja
Publication of JPS5842262B2 publication Critical patent/JPS5842262B2/ja
Expired legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (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】 本発明は耐孔食、耐隙間腐食、耐応力腐食割れ、耐水素
脆性の優れた鉄−クロム−リン系アモルファス合金に関
する。
通常の耐食性鉄合金、すなわちステンレス合金(例えば
18%クロム鋼、18−8ステンレス鋼(804鋼)、
17−14−2.5〜MOステンレス鋼(316L鋼)
など)は耐候性、耐食性に優れており、化学反応容器や
パイプ、原子炉用冷却装置など大気中℃腐食性の環境で
多く使用されている。
しかし、長時間、使用中に、耐食、応力寝食割れ、隙間
腐食、水素脆性などにより、突然破壊や損傷が起るため
装置の使用が不ロ■能になり、安全性や公害などの点で
重大な問題を引き起している。その原因は結晶全編中に
は普通多くの格子欠陥か存在し、これら腐食、孔食、隙
間腐食、応力腐食割れ、水素脆性などの起点になるため
で、全組表面の損傷を防ぎ、応力腐食割れや水素脆性を
防ぐことは録しい。
従来鉄合金の耐食性の改善には、クロム、ニッケルなど
の合金元素を添加して耐食性皮膜を形成させてきた。し
かし合金元素の添加による耐食性の改善は、応力腐食割
れなどをかえって促進するという危険を伴いかつ耐食性
の改善にも限界がある。また耐食性を改善し得る元素の
多値の添加は材質の劣化や製造の困難性力)ら自から制
限される。
通常固体の全編は結晶状感にあるが、ある特殊な条件(
合金の組成、急冷凝固)下では、固体でも液体に類似し
て結晶構造をもたない構造が得られ、このような金属、
又は合金をアモルファス金j11(又は非結晶質金属)
と言っている。
このアモルファス合金は従来の実用金属材料に比し、著
しく高い強度を保有する。しかし従来知られているアモ
ルファス鉄合金、例えばye−o−P系およびFe −
B −P系アモルファス合金は塩水噴霧による腐食減量
が普通の炭素鋼の約3倍であり、耐食性に劣る欠点があ
る。
これに対し、本発明者のうち、増率、奈賀は先に°’ 
ye −Or系アモルファス合金”を発明(特願昭49
−68110号)し、これが高い強度および耐熱性と共
に、全面腐食に対し、ステンレス鋼と同等に耐えること
を見出し、主として複合材料としての特許を申鯖した。
しかし、その後の試験の結果、全面腐食のほか、材料の
劣化のうち特に実用上同順である孔食、隙間腐食、応力
腐食割れ、水素脆性に対し、本発明合金は、現用ステン
レス鋼とはくらべようもない高い抵抗性を有することが
判明した。
本発明の目的は、前記性質にもとづき、新しい用途に適
する以下の合金組成を持つアモルファス鉄合金を提供す
るものである。
原子%とじて、Or 1〜40%、0及びBをそれぞれ
0.01%以上合計で2〜85%、P88%以下含有し
、但しO,BおよびPを合計で7〜85%を含み残部F
eからなる鉄合金。
本発明のアモルファス鉄合金幡孔食、隙間腐食などの局
部腐食および応力腐食割れ、水素脆性など応力と腐食が
作用する際の材料の破壊を起さない点において通常の結
晶質耐食性鉄合金よりもはるかに優れている。
本発明のアモルファス鉄合金は強さと靭さを保たせなが
ら耐食性元素であるクロムを多量に均一に添加でき、し
かも全く腐食の起点となる欠陥を含まない。これが本発
明の合金が孔食、隙間腐食、応力腐食割れ、水素脆性を
起さない理由である。
本発明のアモルファス合金の機械的性質は例えば0r2
0原子%(22,17重量%)、P1515原子9.9
1重量%)、C5原子%(1,98重量%)、B55原
子(1,15重量%)、残部Feのものにあつでは)降
伏強さは852 ’9/vm” 、破壊強さは898に
9乙−、ヤング率は18.2 X 10’〜−2であり
、既知のステンレス鋼に比し、優れた機械的性質を有し
ている。
本発明のアモルファス合金は−、例えば次の如くして製
造することができる。
図は本発明のアモルファス合金を製造する装置の一例を
示す概略図である。図において、1は下方先端に水平方
向に噴出するノズル2を有する石英管で、その中には原
料金属8が装入され、溶解される。4は原料金属8を加
熱するための加熱炉であり、5はモーター6により高速
度、例えば5000 rpmで回転される回転ドラムで
、これはドラムの回転による遠心力負荷をできるだけ小
さくするため、軽量で熱伝導性の良い金属、例えばアル
ミニウム合金よりなり、内面には更に熱伝導性の良い金
属、例えば銅板7で内張すされている。
8は石英管1を支持して上下に移動するためのエアピス
トンである。原料金属は、先ず石英管lの送入口1aよ
り流体搬送等により装入され加熱炉4の位置で加熱溶解
され、次いでエアビス)ン8によりノズル2が回転ドラ
ム6の内面に対向する如く石英管1が図に示す位置に下
降され、次いで上昇を開始するとほぼ同時に溶融金属8
にガス圧が加えられて、金属が回転ドラムの内面に向っ
て噴流される。石英管内部へは金属8の酸化を防ぐため
絶えず不活性ガス、例えばアルゴンガス9を送入し不活
性雰囲気としておくものとする。回転ドラム内面に噴流
された金属は高速回転による遠心力のため、回転ドラム
内面に強く接触させられることによって、超高速冷却さ
れてアモルファス金属となる。
前記方法により本発明のアモルファス合金を例えば厚さ
o、gts、幅約1(lI&IKの長いテープ状線とし
て得ることができる。
本発明の研究において、前記装置ならびに方法により厚
さQ、Q5sua、幅1龍の形状の第1表に示す組成を
有するアモルファス合金を製造し、各種の腐食試験を行
なった。
また比較のため市販のクロム鋼、18−8ステンレス鋼
(804鋼)、17−14−LIS Mo X+ンレス
鋼(816L鋼)についても同様の試験を行なった。腐
食試験として80℃におけるI MH,So4水溶液、
I NNa0z水溶液、および各濃度の塩醗水溶液中に
168時間プラスティック線でつるして浸漬し、単位面
積当りの重量減少を求めた。なお、耐隙間腐食性を調べ
るため、試料の一部には表面に接近してテフロン板をお
き隙間をもうけた。その結果を第2および8表に示す。
第2表 腐食試験結果 第2表において、本発明の合金試料A1〜12は現用1
8−8ステンレス鋼(8o4鋼]より腐食量が減少し腐
食による重量変化は全く検出されない。第8表において
判るように本発明合金A1〜12は168時間後でも全
面腐食1孔養および隙間腐食は全く起らないが、一方8
04鋼には24時間ですでに著しい全面腐食、孔食と隙
間腐食が起っている。
孔食試験に普通に用いられる40’Cおよび6゜”C(
7) 10%yreat、 ・OH,O溶液中に168
時間浸漬し、試料の表面観察と重量減少とを調べた結果
を第4表に示す。
比較例の804鋼および316L鋼に限らず現用ステン
レス鋼の全鋼種に孔食および隙間腐食が発生する60°
Cの浴液においても、本発明合金には孔食および隙間腐
食が全く発生せず重量減少も検出されない。
また一層この点を明確にするために−Ql−を含む溶液
すなわち本発明の研究においてはlNNa0t水溶液お
よび111H1So4+ 0 、 I NNaO7水溶
液中でのso’cおけるアノード分極による孔食電位の
発生の有無を調べその結果を第6表に示す。
804鋼、816L鋼だけでなく現用ステンレス鋼はい
ずれも孔食を生じて孔食電位を示すが、本発明合金には
孔食は全く認められず、また孔食電位を示さずに完全に
不働轢化し、腐食減量も検出されない。
次に応力腐食割れ感受性試験を典型的試験液である14
8℃沸MI42%Mg01.水溶液中で、引張速度およ
び電位を変化させて行なった。この結果を第6表に示す
。応力腐食割れに対する感受性は、定速引張試験におい
て腐食液中の試料の伸びを−とし、同温度での空気中で
の伸びをξ。とすると、a o 1a / g oによ
って表わされ、この値の大きい程応力腐食割れが起りや
すい。
一般に応力腐食割れ感受性は引張速度が小さい程大きく
、また自然電極電位よりアノードにするほど大きくなる
ものであり、同表の304鋼の結果はそのことを如実に
示しているが、一方本発明合金にあっては、自然電極電
位および同電位よりアノードにしても応力腐食割れを全
く起さない。
また典型的に水素脆性試験液であるH、Sを加えた0、
1NOH,l00ON&+0.1NOH,0OOH(p
H4,67)溶液を用いて水素脆性試験を行なった結果
を第7麦に示す。水素脆性感受性は応力腐食割れ感受性
之同様な方法で表わすことができる。
一般に水素脆性感受性は引張速度が小さいほど大きくな
り、自然電極電位よりカソードにする程大きくなるもの
であり、また水素脆性を起し難い軟鋼でも、同表に見る
如くこの溶液中で定速引張試験を行なうと水素脆性を起
す。しかしながら本発明合金は低引張速度およびカソー
ド分極下においても空気中と同一の伸びを示し、水素脆
性は全く検出されない。
以上第1〜7表より判る如く本発明のアモルファス合金
はarの添加によって耐食性、耐孔食性、耐隙間腐食性
、耐応力腐食割れ性、耐水素脆性など、局部腐食および
腐食に関連した脆性が極端に改善され、現用ステンレス
鋼と比較を絶する程優れた性能を有する。この優れた性
質はorの存在、および本合金特有の原子構造に由来す
るものであり、一方、P、BおよびCの適当な添加は原
子構造をアモルファスにするために必要な元素で、その
量は合金系により定まり、本発明の組成範囲で優れた耐
食性アモルファス合金を得ることができる。
次に本発明合金における各成分の含有量の限定理由を説
明する。
先ずarについては、これを1原子%未満にすると、耐
食性、耐孔食性、耐応力腐食性、耐水素脆性が劣化し、
また40原子%より多くするとアモルファス合金の製造
が困難になるので、1〜40原子%の範囲内にすること
が必要である。そして、好適範囲は5〜80%である。
C及びBは合金のアモルファス化を助長する元素であり
、Pはアモルファス化を助長すると共に耐食性を向上さ
せる元素であり、Pを88原子%以下含有する場合には
C及びBの合計が2原子%未満あるいは85原子%を越
え、ただしO,B及びPが合計で7原子%未満あるいは
85原子%を越える場合にはアモルファス合金を製造す
ることができない。Pの含有量が88原子%を越える場
合にもアモルファス合金を製造することができない。
実施例1 クロム25原子%、す゛ン18原子%、炭素8.5原子
%、ボロン8.6原子%、残部鉄よりなる原料金属を前
記図の装置および方法によって加熱溶解後超高速冷却し
てアモルファス合金を得た。このアモルファス合金は組
成的に非常に製造し易く、かつ前記第2〜7表に示す諸
試験においても同等欠点を示さず、18%cr鋼、80
4鋼、816L鋼に比べ比較を絶する耐孔食性、耐隙間
腐食性、耐応力腐食割れ性を示し、また軟鋼に比べ比較
を絶する耐水素脆性を有することが分った。
本発明のアモルファス合金は細い条、薄板として製造可
能であり従来の実用金me料では得られない高い強度と
孔食、隙間腐食、応力腐食割れ、水素脆性に特に高い抵
抗性を有することが要求される、例えば大気中、海水中
および淡水中で使用される装置、水力、火力、原子力そ
の他各種エネルギー産業用プラント、化学工業用プラン
トなどの部分に使用される好適の材料である。
【図面の簡単な説明】
図は本発明のアモルファス合金を製造する装置の管状容
器のノズル部が加熱炉内に位置する時の部分断面図であ
る。 1・・・石英管、2・・・ノズル、8・・・原料金属、
4・・・加熱炉、5・・・回転ドラム、6・・・モータ
、7・・・銅板、8・・・エヤピストン、9・・・アル
ゴンガス。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. L 原子%として、0rl−40%、C及びBをそれぞ
    れ0.01%以上合d[で2〜85%、paa大以下を
    含み、且0.B及びPを合計で7〜、S5%含有し、残
    部Feからなる耐孔食、耐隙−1llllld良、耐応
    力腐食割れ、耐水素脆性用アモルファス鉄合金。
JP20001682A 1982-11-15 1982-11-15 耐孔食、耐隙間腐食、耐応力腐食割れ、耐水素脆性用アモルフアス鉄合金 Expired JPS5842262B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20001682A JPS5842262B2 (ja) 1982-11-15 1982-11-15 耐孔食、耐隙間腐食、耐応力腐食割れ、耐水素脆性用アモルフアス鉄合金

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20001682A JPS5842262B2 (ja) 1982-11-15 1982-11-15 耐孔食、耐隙間腐食、耐応力腐食割れ、耐水素脆性用アモルフアス鉄合金

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP49074248A Division JPS5841345B2 (ja) 1974-07-01 1974-07-01 タイコウシヨク タイスキマフシヨク タイオウリヨクフシヨクワレ タイスイソゼイセイヨウ アモルフアステツゴウキン

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5891156A true JPS5891156A (ja) 1983-05-31
JPS5842262B2 JPS5842262B2 (ja) 1983-09-19

Family

ID=16417395

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP20001682A Expired JPS5842262B2 (ja) 1982-11-15 1982-11-15 耐孔食、耐隙間腐食、耐応力腐食割れ、耐水素脆性用アモルフアス鉄合金

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5842262B2 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5842262B2 (ja) 1983-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS5940900B2 (ja) 高強度、耐疲労、耐全面腐食、耐孔食、耐隙間腐食、耐応力腐食割れ、耐水素脆性用アモルフアス鉄合金
US5634989A (en) Amorphous nickel alloy having high corrosion resistance
JP2574917B2 (ja) 耐応力腐食割れ性に優れたオーステナイト鋼及びその用途
CN105112727B (zh) 一种耐熔盐腐蚀镍基变形高温合金及其制备方法
US4877435A (en) Mechanically alloyed nickel-cobalt-chromium-iron composition of matter and glass fiber method and apparatus for using same
US8197748B2 (en) Corrosion resistant structural alloy for electrolytic reduction equipment for spent nuclear fuel
US3573901A (en) Alloys resistant to stress-corrosion cracking in leaded high purity water
CN102027145B (zh) Ni-Cr合金管
CN112176219A (zh) 一种Ti-Al-Nb-Zr-Mo耐腐蚀钛合金及其制备方法
CN111394663A (zh) 耐热铁基合金及其制备方法
CN112962011B (zh) 一种耐蚀核电用的高熵合金及其制备方法
JPS6140302B2 (ja)
CN106001514A (zh) 一种高硅奥氏体不锈钢铸件的铸造工艺
EP0287889B1 (en) Corrosion resistant zirconium alloys containing bisbuth
JPS5891156A (ja) 耐孔食、耐隙間腐食、耐応力腐食割れ、耐水素脆性用アモルフアス鉄合金
JPS5842263B2 (ja) 耐孔食、耐隙間腐食、耐応力腐食割れ、耐水素脆性用アモルフアス鉄合金
JPS5841345B2 (ja) タイコウシヨク タイスキマフシヨク タイオウリヨクフシヨクワレ タイスイソゼイセイヨウ アモルフアステツゴウキン
CN107130242B (zh) 含铬铁基高温合金的表面处理方法及含铬铁基高温合金件
CN113564497A (zh) 一种Fe基非晶合金及其制备方法与应用
CN106222577A (zh) 不锈钢合金及其制备方法、燃料组件的不锈钢包壳
EP0314805B1 (en) Highly corrosion-resistant amorphous nickel-based alloy
JPS6116420B2 (ja)
KR100409244B1 (ko) 우수한 내부식 및 저수소흡수성, 고강도를 갖는 지르코늄(Zr)- 니오븀(Nb)- 주석(Sn)- 철(Fe)- 산소(O) 합금 및 그 제조방법
JPS602641A (ja) 耐孔食、耐隙間腐食、耐全面腐食用高耐食アモルフアスニツケル基合金
JPS629181B2 (ja)