JPS59153858A - 靭性および耐食性の優れたクロム・ニツケル・鉄合金 - Google Patents
靭性および耐食性の優れたクロム・ニツケル・鉄合金Info
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- JPS59153858A JPS59153858A JP2772683A JP2772683A JPS59153858A JP S59153858 A JPS59153858 A JP S59153858A JP 2772683 A JP2772683 A JP 2772683A JP 2772683 A JP2772683 A JP 2772683A JP S59153858 A JPS59153858 A JP S59153858A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、例えば高温の重油灰や石炭灰等による腐食
に対して優れた耐食性を持ち、かつ、使用条件下におけ
る靭性の経時劣化が少ない、靭性および耐食性の優れた
クロム・ニッケル・鉄合金に関するものである。
に対して優れた耐食性を持ち、かつ、使用条件下におけ
る靭性の経時劣化が少ない、靭性および耐食性の優れた
クロム・ニッケル・鉄合金に関するものである。
重油燃焼雰囲気下で使用される構造材料は、高温の重油
灰や石炭灰等による腐食に対する優れた耐食性と、高温
強度を持っていることが必要であるが、近年、使用中の
点検や補修に際して十分な靭性が要求されるようになっ
てきた。即ち、重油燃焼雰囲気下で使用される構造材料
は、その使用前は十分な靭性を有していても、使用中そ
の時間の経過と共に、大幅に靭性の劣化を生ずるのが一
般的であるところから、使用条件下における靭性の経時
劣化の少ないことが強く要求されている。
灰や石炭灰等による腐食に対する優れた耐食性と、高温
強度を持っていることが必要であるが、近年、使用中の
点検や補修に際して十分な靭性が要求されるようになっ
てきた。即ち、重油燃焼雰囲気下で使用される構造材料
は、その使用前は十分な靭性を有していても、使用中そ
の時間の経過と共に、大幅に靭性の劣化を生ずるのが一
般的であるところから、使用条件下における靭性の経時
劣化の少ないことが強く要求されている。
従来、上述のような環境下で使用される材料としては、
オーステナイト系の材料として、５ＵＳ３０４．３１６
，３２１，３４７，３１０ＨＫ４０、またフェライト系
ステンレスとして、シクロマル、４００シリーズのステ
ンレス鋼などがある。
オーステナイト系の材料として、５ＵＳ３０４．３１６
，３２１，３４７，３１０ＨＫ４０、またフェライト系
ステンレスとして、シクロマル、４００シリーズのステ
ンレス鋼などがある。
しかしながら、上記オーステナイト系材料は、Ｃｒ含有
量が少ないために、耐食性が不十分であり、かつ、靭性
の経時劣化も大きい。また、フェライト系ステンレスは
、上記オーステナイト系材料よりも耐食性はあるが、σ
相が析出するために極めて靭性が悪い。
量が少ないために、耐食性が不十分であり、かつ、靭性
の経時劣化も大きい。また、フェライト系ステンレスは
、上記オーステナイト系材料よりも耐食性はあるが、σ
相が析出するために極めて靭性が悪い。
上記のほかに、インコロイ８００、インコロイ８０７、
インコネル６１７などのＮｉ基合金もあるが、このよう
なＮｉ基合金は、一般に合金元素量が多く、Ｍｏ 、
Ａｌ 、 Ｔｉ等の元素もかなり含有しているため、時
効脆化傾向が顕著である。
インコネル６１７などのＮｉ基合金もあるが、このよう
なＮｉ基合金は、一般に合金元素量が多く、Ｍｏ 、
Ａｌ 、 Ｔｉ等の元素もかなり含有しているため、時
効脆化傾向が顕著である。
本発明者等は、上述した問題を解決し、高温の重油灰や
石炭灰等による腐食環境下において優れた耐食性を有す
ると共に、使用条件下における靭性の経時劣化か少ない
合金を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、耐食性に必要
なりロムを最大限に活用する一方、十分な靭性を確保す
るために、Ｃｒ。
石炭灰等による腐食環境下において優れた耐食性を有す
ると共に、使用条件下における靭性の経時劣化か少ない
合金を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、耐食性に必要
なりロムを最大限に活用する一方、十分な靭性を確保す
るために、Ｃｒ。
Ｓｉのようなオーステナイト母相中のフェライト生成元
素、および、Ｍｏ ＋ Ｔｔ ＋ Ｎｂのような析出物
生成傾向の強い元素の含有量を調整することにより、靭
性および耐食性を改善し得ることを知見した。
素、および、Ｍｏ ＋ Ｔｔ ＋ Ｎｂのような析出物
生成傾向の強い元素の含有量を調整することにより、靭
性および耐食性を改善し得ることを知見した。
この発明は、上記知見に基づいてなされたものであって
、 Ｃ： ０．１ ｗｔ、％以下。
、 Ｃ： ０．１ ｗｔ、％以下。
Ｓｉ ： １ ｗｔ、％以下。
Ｍｎ ： １ ｖｉｔ−％以下。
Ｎ ： ０．０４ ｗｔ、％以下。
Ｃｒ ： ２ ０〜４ ０ｗｔ、 ％ 。
Ｆｅ ： １ ０〜３５ｗｔ、 ％ 。
Ａｌ ： ０．０ １〜５ ｗｔ、 ％ 。
（但し、Ａｔの一部または全部を、Ｔ ｉａ Ｏ−１５
ｗｔ。
ｗｔ。
係未満で置換することができる）
更に必要によりＮｂ ＋ Ｔａ ： １ ｗｔ、 ％以
下。
下。
残り：ＮｌまたはＮｉおよびＣｏと、不可避的不純物か
らなる、オーステナイト−相組織の、靭性および耐食性
に伐れたクロム・ニッケル・鉄合金であることに特徴を
有するものである。
らなる、オーステナイト−相組織の、靭性および耐食性
に伐れたクロム・ニッケル・鉄合金であることに特徴を
有するものである。
次に、この発明合金の成分組成範囲金、上述のように定
めた理由について説明する。
めた理由について説明する。
Ｃは、高温強度を向上させる作用を持つ有効な元素であ
る。しかしながら、多量のＣは、溶体化処理時にマ）
ＩＪソックス中溶は込まず、また、溶体化処理時に溶は
込んだとしても、高温で使用中に、そのほとんどがＣｒ
炭化物として析出して靭性を損う。従って、このような
Ｃｒ炭化物の析出を防止するため、Ｃの含有量は０．１
ｗｔ、 ％以下に限定した。なお、Ｃｒ炭化物の析出
は、後述するようにＮｂ の添加によっても影響される
ため、Ｎｂを含有させない場合は、Ｃの含有量を０．０
２ ｗｔ、％以下にすることが好ましい。
る。しかしながら、多量のＣは、溶体化処理時にマ）
ＩＪソックス中溶は込まず、また、溶体化処理時に溶は
込んだとしても、高温で使用中に、そのほとんどがＣｒ
炭化物として析出して靭性を損う。従って、このような
Ｃｒ炭化物の析出を防止するため、Ｃの含有量は０．１
ｗｔ、 ％以下に限定した。なお、Ｃｒ炭化物の析出
は、後述するようにＮｂ の添加によっても影響される
ため、Ｎｂを含有させない場合は、Ｃの含有量を０．０
２ ｗｔ、％以下にすることが好ましい。
Ｓｉは、脱酸剤として使用されるところから、合金中に
必然的に入ってくる元素であるが、その含有量が１ｗｔ
、％を超えると、マトリックスを不安定にする。従って
、Ｓｉの含有量は１ｗｔ、％以下に限定した。
必然的に入ってくる元素であるが、その含有量が１ｗｔ
、％を超えると、マトリックスを不安定にする。従って
、Ｓｉの含有量は１ｗｔ、％以下に限定した。
Ｍｎは、脱酸剤として、ＣｌＳｉとともに使用される元
素であるが、その含有量が１ｗｔ、％ｉ超えると、冷間
加工性を損なう。従って、Ｍｎの含有量は１ｗｔ、％以
下に限定した。
素であるが、その含有量が１ｗｔ、％ｉ超えると、冷間
加工性を損なう。従って、Ｍｎの含有量は１ｗｔ、％以
下に限定した。
Ｃｒは、重油灰や石炭灰に対する耐食性を付与する作用
がある。しかしながら、その含有量が２０ｗｔ、％未満
では、上述した作用に所望の効果が得られず、一方、そ
の含有量が４０ｗｔ、％を超えると、α′相やσ相など
の第２相が析出して、靭性を損なう問題が生ずる。従っ
て、Ｃｒの含有量は、２０から４０ ｗｔ、 ％の範囲
内に限定した。
がある。しかしながら、その含有量が２０ｗｔ、％未満
では、上述した作用に所望の効果が得られず、一方、そ
の含有量が４０ｗｔ、％を超えると、α′相やσ相など
の第２相が析出して、靭性を損なう問題が生ずる。従っ
て、Ｃｒの含有量は、２０から４０ ｗｔ、 ％の範囲
内に限定した。
Ｆｅは、オーステナイト’１安定化させる作用がある。
しかしながら、その含有量が１０から３５ｗｔ、％の範
囲内でないと上述した作用に所望の効果が得られず、ま
た、市販スクラップの利用および母合金の活用を図り、
安価な拐料を供給することができない上、３５ｗｔ、％
を超えると耐食性が劣化する。従って、Ｆｅの含有量は
、１０から３５ｗｔ、％の範囲内に限定した。
囲内でないと上述した作用に所望の効果が得られず、ま
た、市販スクラップの利用および母合金の活用を図り、
安価な拐料を供給することができない上、３５ｗｔ、％
を超えると耐食性が劣化する。従って、Ｆｅの含有量は
、１０から３５ｗｔ、％の範囲内に限定した。
Ａ／＝は、溶解に際して、不可避的に混入するＯおよび
Ｎを固定する作用がある。しかしながら、その含有量が
０．０１ ｗｔ、％未満では、上述した作用に所望の効
果が得られず、一方、その含有量が５ｖｔ、％を超える
と、オーステナイトを不安定に−する。従って、Ａｔの
含有量は、０．０１から５ｗｔ。
Ｎを固定する作用がある。しかしながら、その含有量が
０．０１ ｗｔ、％未満では、上述した作用に所望の効
果が得られず、一方、その含有量が５ｖｔ、％を超える
と、オーステナイトを不安定に−する。従って、Ａｔの
含有量は、０．０１から５ｗｔ。
％の範囲内に限定した。
Ｔ１は、上記Ａｔと同じく、０およびＮを固定する作用
がちる。従って、Ａｔの一部または全部をＴｉで置換さ
せることができる。しかしながら、この場合、Ｔｉの含
有量が０．１５ ｗ、ｔ、％以上であると、ＴｉＮの大
型介在物が形成されて靭性の劣化を招く問題が生ずる。
がちる。従って、Ａｔの一部または全部をＴｉで置換さ
せることができる。しかしながら、この場合、Ｔｉの含
有量が０．１５ ｗ、ｔ、％以上であると、ＴｉＮの大
型介在物が形成されて靭性の劣化を招く問題が生ずる。
従って、Ａｔの一部または全部ヲＴｉで置換させる場合
のＴｉの含有量は、０．１５ ｗｔ；％未満とすべきで
ある。
のＴｉの含有量は、０．１５ ｗｔ；％未満とすべきで
ある。
隅およびＴａは、Ｃの含有量が０．０３ ｗｔ、％以上
の高い場合に、ＣとＣｒがＣｒ炭化物となって、耐食性
に有効なＣｒの消費を防止する作用がある。しかしなが
ら、その含有量が１ｗｔ、％を超えると、その効果が飽
和して不経済となる。従って、ＮｂおよびＴａの含有量
は、１ｗｔ、％以下に限定した。
の高い場合に、ＣとＣｒがＣｒ炭化物となって、耐食性
に有効なＣｒの消費を防止する作用がある。しかしなが
ら、その含有量が１ｗｔ、％を超えると、その効果が飽
和して不経済となる。従って、ＮｂおよびＴａの含有量
は、１ｗｔ、％以下に限定した。
々お、ＴａはＮｂと等価である。
Ｎは、その含有量がＯ’、０４ ｗｔ、 ％を超えると
、ＣｒｚＮを形成して靭性が損なわれる問題が生ずる。
、ＣｒｚＮを形成して靭性が損なわれる問題が生ずる。
従ってＮの含有量は、０．０４ ｗｔ６％以下に限定し
た。
た。
上述した元素以外は、溶製上不可避的に含有される不可
避的不純物を除き、ＮｉおよびＣｏとする。
避的不純物を除き、ＮｉおよびＣｏとする。
なお、ＣＯはＮｉと等価であって、Ｎｉの一部または全
部ｋ、Ｃｏで置換することができる。
部ｋ、Ｃｏで置換することができる。
次に、この発明を、実施例により説明する。
第１表は、本発明合金Ａ−Ｆ、比較合金Ｇ−Ｋ。
および、従来合金ｒ（ついて、これを溶製、圧延し、溶
体化処理を施し１こ後、７００℃で２００ Ｈｒ時効後
のシャルピー衝撃試験結果と、ブアナヅウム腐食試験結
果である。
体化処理を施し１こ後、７００℃で２００ Ｈｒ時効後
のシャルピー衝撃試験結果と、ブアナヅウム腐食試験結
果である。
時効処理後のシャルピー衝撃試験は、使用条件下での靭
性の経時劣化を調査する目的で行なったものであり、溶
体化処理後においては、何れの供試鋼も３０ｋｑ−ｍ以
上の吸収エネルギーを示した。
性の経時劣化を調査する目的で行なったものであり、溶
体化処理後においては、何れの供試鋼も３０ｋｑ−ｍ以
上の吸収エネルギーを示した。
なお、ヴアナジウム腐食試験は、８５％Ｖ２Ｏ５＋１５
％ ＮａｚＳ０４の灰中に、７００℃の温度で１００
Ｈｒ浸漬した後の腐食減量である。
％ ＮａｚＳ０４の灰中に、７００℃の温度で１００
Ｈｒ浸漬した後の腐食減量である。
第１表から明らかな如く、本発明合金は、何れも時効後
、１２ｋｇ−ｍ以上の靭性を示し、かつ、腐食減量は１
０ ｍｇｌｃｒｌ以下で、優れた靭性と高耐食性を備え
ている。
、１２ｋｇ−ｍ以上の靭性を示し、かつ、腐食減量は１
０ ｍｇｌｃｒｌ以下で、優れた靭性と高耐食性を備え
ている。
これに対して、Ｃｒ含有量が本発明の範囲内であっても
、Ｃ含有量が本発明の範囲よりも多い比較合金Ｇは、耐
食性は満足し得ても靭性が劣っている。また、Ｃｒ含有
量が本発明の範囲よりも多い比較合金Ｈ，Ｉ、Ｊは、α
′オａおよびσ相が析出する結果、耐食性は優れていて
も靭性の劣化が大きい。
、Ｃ含有量が本発明の範囲よりも多い比較合金Ｇは、耐
食性は満足し得ても靭性が劣っている。また、Ｃｒ含有
量が本発明の範囲よりも多い比較合金Ｈ，Ｉ、Ｊは、α
′オａおよびσ相が析出する結果、耐食性は優れていて
も靭性の劣化が大きい。
更に、Ｃｒ含有量が本発明の範囲よりも少ない比較合金
には、靭性は満足し得ても耐食性が極度に悪い。
には、靭性は満足し得ても耐食性が極度に悪い。
なお、本発明合金りおよびＦのように、Ｃの含有量が０
．０３ ｗｔ、チおよび０．０５ ｗｔ、％で、若干多
くても、Ｎｂｉ適量含有させることによって、１０ｋｙ
−ｍ以上の衝撃値を確保させることができる。
．０３ ｗｔ、チおよび０．０５ ｗｔ、％で、若干多
くても、Ｎｂｉ適量含有させることによって、１０ｋｙ
−ｍ以上の衝撃値を確保させることができる。
また、従来合金のインコロイ８００は、一応の靭性は確
保されていても、ｌｌｉ’ｅ含有量が多いため耐食性が
悪く、５ＵＳ３１０は同じ（Ｆｅ含有量が多いため耐食
性が悪い上、靭性も芳しくない。５ＵＳ３０４および５
ＵＳ３１６はＣ’ｒ含有量が少なくかつＦｅ含有量が多
いため、何れも耐食性が悪い。
保されていても、ｌｌｉ’ｅ含有量が多いため耐食性が
悪く、５ＵＳ３１０は同じ（Ｆｅ含有量が多いため耐食
性が悪い上、靭性も芳しくない。５ＵＳ３０４および５
ＵＳ３１６はＣ’ｒ含有量が少なくかつＦｅ含有量が多
いため、何れも耐食性が悪い。
本発明合金は、上述したような性能を有しているので、
例えば、加熱炉管、吊具、だイラ過熱器等に使用して優
れた効果が発揮されるほか、ＣｒおよびＮｉの含有量が
多いから、塩素イオンを含む酸アルカリ等の環境下にお
いても、十分な耐食性を発揮させることができる。
例えば、加熱炉管、吊具、だイラ過熱器等に使用して優
れた効果が発揮されるほか、ＣｒおよびＮｉの含有量が
多いから、塩素イオンを含む酸アルカリ等の環境下にお
いても、十分な耐食性を発揮させることができる。
以上述べたように、この発明によれば、高温の重油法や
石炭灰等による腐食環境下において、優れた耐食性が発
揮されると共に、使用条件下における靭性の経時劣化が
少ない等、工業上優れた効果がもたらされる。
石炭灰等による腐食環境下において、優れた耐食性が発
揮されると共に、使用条件下における靭性の経時劣化が
少ない等、工業上優れた効果がもたらされる。
出願人 日本鋼管株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１１Ｃ： ０．１ ｗｔ、％以下。 Ｓｌ ： １ ｖｉｔ−％以下。 Ｍｎ ： １ ｗｔ、％以下。 Ｎ ： ０．０４ ｗｔ、％以下。 Ｃｒ ： ２０〜４０ ｗｔ、％。 Ｆｅ ： １０〜３５ｗｔ、％。 Ａｔ： ０．０１〜５ ｗｔ、％。 （但し、Ａｔの一部または全部を、１’ｉ： ｏ、１減
。 チ未満で置換することができる） 残り：Ｎ１またはＮｉおよびＣｏと、不可避的不純物か
らなる、メーステナイトー相組織の、靭性および耐食性
の優れたクロム°ニッケル°鉄合金。 （２） ｃ ： ０．ｊｗｔ、％以下ｐＳｉ ： １
ｗｔ、％以下。 Ｍｎ ： １ ｗｔ、％以下。 Ｎ ： ０．０４ ｗｔ、％以下。 Ｃｒ ： ２０〜４０ ｗｔ、％。 Ｆｅ ： １０〜３５ｗｔ、 ％ 。 Ａｔ ： ｏ、ｏ １〜５ｗｔ、％。 （但し、Ａ７の一部または全部を、Ｔ ｔ ：０．１５
Ｗｔ 。 チ未満で置換することができる） Ｎｂ 十Ｔａ ： １ ｗｔ、％以下。 残り： Ｎｉ ｉたはＮｉおよびＣｏと、不可避的不純
物からなる、オーステナイト−相組織の、靭性および耐
食性の優れたクロム・ニッケル赤鉄合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2772683A JPS59153858A (ja) | 1983-02-23 | 1983-02-23 | 靭性および耐食性の優れたクロム・ニツケル・鉄合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2772683A JPS59153858A (ja) | 1983-02-23 | 1983-02-23 | 靭性および耐食性の優れたクロム・ニツケル・鉄合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59153858A true JPS59153858A (ja) | 1984-09-01 |
Family
ID=12229019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2772683A Pending JPS59153858A (ja) | 1983-02-23 | 1983-02-23 | 靭性および耐食性の優れたクロム・ニツケル・鉄合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59153858A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5539794A (en) * | 1993-05-13 | 1996-07-23 | General Electric Company | Reduction of manganese content of stainless alloys to mitigate corrosion of neighboring in-core zirconium based components |
| WO2005070612A1 (ja) * | 2004-01-21 | 2005-08-04 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Ｎｉ基高Ｃｒ合金溶加材及び被覆アーク溶接用溶接棒 |
| JP2012509407A (ja) * | 2008-11-19 | 2012-04-19 | サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ | 酸化アルミニウム形成性ニッケルベース合金 |
-
1983
- 1983-02-23 JP JP2772683A patent/JPS59153858A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5539794A (en) * | 1993-05-13 | 1996-07-23 | General Electric Company | Reduction of manganese content of stainless alloys to mitigate corrosion of neighboring in-core zirconium based components |
| WO2005070612A1 (ja) * | 2004-01-21 | 2005-08-04 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Ｎｉ基高Ｃｒ合金溶加材及び被覆アーク溶接用溶接棒 |
| JPWO2005070612A1 (ja) * | 2004-01-21 | 2008-04-24 | 三菱重工業株式会社 | Ｎｉ基高Ｃｒ合金溶加材及び被覆アーク溶接用溶接棒 |
| US7755001B2 (en) | 2004-01-21 | 2010-07-13 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | High Cr Ni-based alloy filler material and welding rod for shielded metal arc welding |
| JP4672555B2 (ja) * | 2004-01-21 | 2011-04-20 | 三菱重工業株式会社 | Ｎｉ基高Ｃｒ合金溶加材及び被覆アーク溶接用溶接棒 |
| JP2012509407A (ja) * | 2008-11-19 | 2012-04-19 | サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ | 酸化アルミニウム形成性ニッケルベース合金 |
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