JPS591654A - 溶射用合金 - Google Patents

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】 本発明は耐酸化性、耐高幅腐食性の金属被覆形成に適す
る溶射用合金に関するものである。

近年、科学技術の発展に伴ない高幅での酸化及び腐食雰
囲気にさらさｎる装置もしくは部品は増加している。更
に、エネルギー消費量の削減の要求から、発電用ガスタ
ービン、蒸気タービン用ボイラ等のガス・タービン類は
作動温度の高幅化と使用燃料の低品質化が著しい。従っ
て、このような猿°境で使用される装置等においては、
良好な耐酸化性、耐高幅腐食性をもった材料が切望され
ている。

しかし、このような材料は得らｎがたく解決法として従
来このような要求のために、アルミナ、ジルコニア、シ
リカ等のセラミック溶射や、Ｆｅ　−Ｃｒ　％Ｎｉ−Ｃ
ｒ、Ｃｏ　−Ｃｒ系等の合金または、こｎにＡｔ！、Ｓ
ｉ、Ｙ等を添加した合金等の溶射による表面処理が施さ
ｎている。しかし、セラεツク等の溶射皮膜は、母材と
の熱膨張率の差や付着力の不足セラεツクそのものの脆
さのために熱的、機械的衝撃により剥離を生じる。一方
、上記合金等の溶射皮膜は耐酸化性、特に耐高幅腐食性
においては充分でなく、使用湯度Ｆｉ８００℃〜９００
℃の流度が限界であった。

本発明は、これまでの溶射用合金と比較してより高幅ま
で耐酸化性、耐腐食性に優ｎ、更に母材との密着性も良
好な溶射用合金を提供するものである。

即ち、本発明ばＮｉ　　　Ｃｒ合金にＡＡ、Ｙ及びＺｒ
を所定量添加して容易に粉末状に加工できると共に、母
材と溶射皮膜との密着性が良好で、特に高幅での耐酸化
性、耐腐食性の優ｎた溶射用合金粉末を提供するもので
ある。更にまた、本発明は前記合金にさらにＳｌを所定
量添加することにより、高幅での耐酸化性をより改善す
ることを目的としてｂる。

本発明において特に用いる溶射粉末の合金組成の限定理
由について説明する。

一般にＮｉ　−Ｃｒ合金は高温での耐酸化性、耐腐食性
の良好な材料として知らｎているが、Ｃｒが１５％以下
では充分な高温での耐酸比性、耐腐食性は得らｎず、４
０％を越えると溶射した際に皮膜か脆くなり、剥離しや
すくなるために、この範囲に選ばｎる。

ＡＱを５〜２０％の範囲に限定したのは、　ＡＱはＣｒ
と同様に高嵩での耐酸化、耐腐食性を与える元素である
か、５％未満では効果が不充分であり、２０饅以上では
溶射した際に皮膜が脆くなり剥離しやすくなると共に、
耐食性、特に硫化腐食性が悪くなるためである。

Ｙは溶射皮膜の耐酸化性に対して非常に有効な元素であ
り、特に、酸化により生成された各種酸化物の剥離を防
止し、０．１％未満では効果か十分でなく、一方、３％
を越えても効果の増大は見込めず、又、経済的でないか
らである。またＹと化学的性質が類似している希土類元
素を使用しても同様の効果が得られる。

本発明に於いて最も重要な元素はＺｒである。

Ｚｒを所定量添加することにより、前記Ｎｉ　−Ｃｒ−
ＡＡ−Ｙ合金の高幅での耐酸化性、特にバナジウムアタ
ックに対する耐食性は著しく改善さｎｌこの効果は０．
０５％未満では十分でなく３．０％以上では溶射した際
に、皮膜が脆くなり、耐剥離性に劣るようになる。又、
上記Ｎｉ　−Ｃｒ　−Ａｌ−Ｙ合金を粉末として使用す
る場合の機械的粉砕性はＺｒの所定量の添加により著し
く向上する。

更にＳｌを添加することにより高幅における耐酸化性、
耐腐食性を改善することが可能となる。

Ｓｉ添加針は０．１％未満では効果不充分であり、５％
以上では溶射した際の皮膜の耐剥離性が著しく悪くなる
。

この合金を粉末として用いる場合その粒度は４４μ（３
５０メツシユ）以下が望ましく、こｎｌより粒度が粗く
なると溶射した際の皮膜の耐酸化性、耐腐食性は同組成
の合金においてもおとるようになる。

次に、本発明を実施例および比較例をあげて更に詳説す
る。

本発明の合金組成の４４〜５μの粉末をＳＵＳ　３０４
母村上に０．３　ｗｎの厚さにプラズマ溶射した際の溶
射皮膜の特性について測定した結果を表１に示す。

溶射条件はアークガスにＡｒ　、　（供給１３８ｔ／酬
）、Ｈｅ　（供給量１２　ｔ　／　ａ＃＋　）を用い、
電流８００Ａ、電圧３２Ｖで実施した。表Ｉにおいては
使用した粉末の組成、耐剥離性及び耐食性について示し
た。

耐剥離性は溶射被覆した材料を大気中１０００℃で３５
分間加熱し、１５℃の水中に投入する操作を５回繰返し
、耐熱衝撃性を検討比較した結果である。

耐食性については前記溶射した板の表面に１５％Ｎｏ□
Ｓｏ、−８５％Ｖ２０．（７）混合塩を塗布し、大気中
９００℃で３時間加熱保持して腐食処理を行ない、その
後１８％ＮａＯＨ＋３％ＫＭｍ０４溶液中で１時間煮沸
後更に１０％クエン酸アンモニウム溶液中で１時間煮沸
を施すことにより腐食により生じたスケールを除去して
腐食減量を測定し比較検討した結果である。

１８開口：ｊ５９−１１；５４　　（３）表１の結果か
ら明らかなように、本発明合金を粉末にして溶射して得
られた皮膜は優れた耐剥離性と耐食性を示す。

第１図には表１の資料番号１，２．３．５．６．１１の
合金組成粉末（４４μ〜５μ）を使用して５ＵＳ３０４
板上の全面に０．３門の溶射皮膜をプラズマ溶射にて形
成したときの耐酸化性について示した。

耐酸化性については、この板を１０５０℃に加熱したと
きの加熱時間ごとの酸化増量を測定したものである。比
較のために６０　Ｎｉ　−４０Ｃｒ合金粉末を前記板上
に溶射した場合の例も示しである。

第１図からも明らかなように本発明の溶射用合金を使用
して得らｎた被膜は、Ｚｒ、　Ｓｔが添加さｎない合金
を使用した場合にくらべ優ｎた耐酸化性を示す。

特許出願人　　昭和電工株式会社 代　理　人　　弁理士　菊地精− 手続補正書（方式） 昭和５７年１０月ノ、３日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 Ｉ　事件の表示　昭和５７年特許願第１１０５８２号２
　発明の名称　溶射用合金 ３゜補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所　東京都港区芝大門−丁目１３番９号名称　（２０
０）　　昭和電工株式会社代表者岸本泰延 ４　代　理　人　（郵便番号１０５） 居所　東京都港区芝大門−丁目１３番９号昭和電工株式
会社内 ５　補正命令の日付　昭和５７年９月２８日（発送日）
６　補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ７　補正の内容 別紙の通り 明細書の１発明の詳細な説明」の欄を下記の通り補正す
る。

（１）明細書第８頁第１５行目の次に 「４、図面の簡単な説明 第１図は溶射皮膜の高温における耐酸化性を比較した図
である。」を加入する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■重量百分率にて、Ｃｒ１５〜４０％、ＡＣ５〜２０％
   、Ｚｒ　　Ｏ，０５〜３．０％、Ｙまたは希土類金属の
   うち１種または２種以上を０．１〜３．０％、残部がＮ
   １　　より成ることを特徴とする溶射用合金。 ■重量百分率にて、Ｃｒ１５〜４０％、ＡＱ５〜２０％
   、Ｚ　ｒ　Ｏ，０５〜３．０％、ＳｉＯ，１〜５．０％
   、Ｙまたは希土類金属のうち１種または２種以上を０．
   １〜３．０％、残部がＮｉより成ることを特徴とする溶
   射用合金。