JPS594995A

JPS594995A - 含窒素耐熱鋼肉盛用Ｎｉ基合金

Info

Publication number: JPS594995A
Application number: JP11372782A
Authority: JP
Inventors: Mikio Kiriyama; 桐山　幹男; Kiyoshi Tanaka; 潔田中; Kanichi Tanaka; 田中　完一; Kensuke Hidaka; 日高　謙介
Original assignee: Fukuda Kinzoku Hakufun Kogyo Kk; Fukuda Metal Foil and Powder Co Ltd; Nittan Valve Co Ltd
Current assignee: Fukuda Kinzoku Hakufun Kogyo Kk; Fukuda Metal Foil and Powder Co Ltd; Nittan Corp
Priority date: 1982-06-30
Filing date: 1982-06-30
Publication date: 1984-01-11
Also published as: JPS6047038B2

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】本発明は含窒素耐熱鋼肉盛用Ｎ１基合金に関するもので
ある。本発明の主目的は、含窒素耐熱鋼にＴ工σ溶接法
又はプラズマ熔接法によって肉盛をするに際し、ブロー
やスパックを生じない肉盛用Ｎ１基合金を得る点にある
。

耐熱性及び耐ｐｂｏ腐食性を要求されるエンジンバルブ
には窒素を含むＳＵＨ３５と呼ばれる耐熱鋼が多く使用
されている。しかし、この耐熱鋼も高熱、高負荷のかか
るフェース部では摩耗が激しいので、よす耐熱性及び耐
摩耗性を有する肉盛材料を前記フェース部に肉盛して使
用するのが一般的である。

そして、との肉盛材料にはａ、肉盛時にブローやスパッタを発生しないこと。

ｂ、肉盛層の硬さがＨＲＣ４０以上（Ｈｖ３９２以上）
であること。

０、耐Ｐｔ）Ｏ腐食性として、９００”Ｃの溶融Ｐｔ１
Ｏ中での腐食減量が１００Ｑ／、Ｊ・ｈｒ以下であるこ
と。

等の特性が要求され、従来はステライト等のＣＯ基合金
が多く使用されている。

しかし、ＣＯ基合金はその主要成分たるＣＯ地金の価格
が不安定なため、これを価格の安定したＮ１地金に代替
する検討が進められているが、上記三特性を同時に満足
する肉盛用Ｎ１基合金は未だ得られていないのが現状で
ある。

本発明者等は、上記諸点に！み、上記三特性を同時に満
足するＮ１基合金の組成について種々検討した結果、本
発明を完成するに至ったのである。

即ち、本願の第１番目の発明は、Ｃｒ　２０〜３０％、
Ｂ　１．０−２．０　％、８１４．０〜８．０％、Ｗｏ
、５〜４．０％、Ｓｎ０．１〜０．７４Ｓ　Ｔａ　Ｏ，
０５〜０．５０％、　Ｎｂ　Ｏ，０５〜０．３ｆｌ　％
、Ｎ０１０１〜０．１０％、残部Ｎ１である含窒素耐熱
鋼肉盛用Ｎ１基合金である。

また、本願の第２番目の発明は、重量％でＣｒ２Ｏ〜３
０％、Ｂ　１．０〜２．０チ、　Ｓｉ４．０〜８．０チ
、ＷＯ９５〜４．０％、ａｎ　０．１〜０．７％、Ｔａ
Ｏ，０５〜０．５０％、Ｎｔ）０．０５〜０．３０％、
ＮＱ、Ｑ１〜０．１０％、ＣＤ、５％以下、残部Ｎ１で
ある含窒素耐熱鋼肉盛用Ｎ１基合金である。

さらに、本願の第３番目の発明は、重量％でＣｒ２Ｏ〜
３０％、Ｂ１．０〜２．０％、８１４．０〜８．０％、
Ｗｏ、５〜４．０％、８ｎｇ、１〜［１，７％、Ｔａ　
ｏ、ｏｓ　〜０．５［１１％、ｌ’１ｌ）０．０５％〜０．３０％、ＮＱ、ｒｌｌ−Ｑ、１ｇ％、　Ｆｅ　１
輪下、残部Ｎ１である含窒素耐熱鋼肉盛用Ｎ１基合金で
ある。

さらにまた、本願の第４番目の発明は、重量％でＣｒ　
２０〜３０％、Ｂ　１．０〜２．０１％、８１４゜０〜
８．０％、Ｗ　Ｏ，５〜４．０　％、　８１１０．１〜
０．７　％、Ｔａ　０．０５〜０．５　％。

Ｎｌ）　０．０５〜０．３０％、Ｎ　Ｏ，０１〜０．１
０％、Ｃ０，５％以下、Ｆθ１０チ以下、残部Ｎ１であ
る含窒素耐熱鋼肉盛用Ｎ１基合金である。

本発明において合金組成を上記のように定めたのは次の
理由による。

（Ｃｒ　　）Ｃｒは基地に固溶してこれを強化し、また合金の高温強
度、耐酸化性を向上させる働きを有すると共に、Ｂとの
間に金属間化合物をつくシ、合金の耐摩耗性を向上させ
る働きを有するが、その含有量が２０チ未満では前記の
働きに所定の効果が得られず、また内盛時にブローやス
パッタを生じるため好ましくない。一方、３０チを越え
て含有させると合金の靭性および耐ｐｂｏ腐食性が低下
することからその含有量を２０〜３０チと定めだ。

（Ｂ、８１）Ｂ、　８１は共に合金の硬さを向上させる働きがあり、
１だ母材との濡れ性をよくする働きを有するが、Ｂ１．
０％、Ｓｉ４．０％未満では前記の働きに所定の効果が
得られず、耐摩耗性も阻害される。一方、Ｂ２．０％、
８１８０％を越えて含有させると、合金の靭性および耐
ｐｂｏ腐食性を低下させることからその含有量をＢ１．
０〜２．０％、８１４．０〜８．０％と定めた。

（Ｗ）Ｗは基地に固溶してこれを強化し、かつＢとの間に金属
間化合物をつくり、合金の耐食性を向上させ、耐ｐｂｏ
腐食性を向上させる働きを有するが、その含有量が０．
５チ未満では前記の所定の効果が得られない。一方、４
．０％を越えて含有させると、合金継機中に硼化物の粗
大成長が発生し、靭性を害することとなり好ましくない
ことからその含有量を０．５〜４．０チと定めた。

（８ｎ、Ｔａ、Ｎｂ）Ｓｎ％Ｔａ、　Ｎｂは合金の耐食性を向上させるととも
に１特にその複合効果によって耐Ｐｔ）Ｏ腐食−性を向
上させるが、ＥｌｎＱ、１％、ＴａＯ，０５％、Ｎ１）
０．０５４未満では前記の所定の効果が得られない。一
方、ＥｌｎＯ１７％、Ｔａ（１，５０％、ＮｔｌＯ，１
％を越えて含有さセルと肉盛時にブローやスパッタを発
生させることがあることからその含有量をＳｎＱ、１〜
０７％、ＴａＯ，０５〜０．５０チ、Ｎｂ０．０５〜０
．５０％と定めた。

（Ｎ）Ｎは耐ｐｂｏ腐食性を向上させる働きを有するが、その
含有量が０．０１％未満ではその効果が得られない。一
方、０．１０％を越えて含有させると肉盛時にブローや
スパッタを発生させることがあることからその含有量を
０．０１〜０．１０％と定めた。

（Ｃ）Ｃを添加す゛ることによシ合金の硬さを向上させること
ができる。しかし、０，５％を越えて含有させると肉盛
時にブローやスパッタを生じるようになるので、その含
有量を０．５チ以下と定めだ。

（Ｆｅ）Ｆｅを添加することにより、基地の靭性を向上させろこ
とができる。しかし、１０％を越えて含有させると肉盛
時にブローやスパッタを生じ、また肉盛層の耐食性の低
下を招くので、その含有量を１０チ以下と定めた。

以上の通シ定めた組成範囲のＮｊ−基合金は、含窒素耐
熱鋼にＴＩＧ溶接法又はプラズマ熔接法によって肉盛を
しても肉盛時にブローやスパッタを生・じないので、ブ
ローホールのない良好な肉盛層が得られる。また、その
肉盛層の硬さは、ＨＲＣ４０以上（Ｈｖ３９２以上）で
あり、耐ｐｂｏ腐食性も９００゛（］の溶融ＰｂＯ中、
１ｈｒの腐食減量が１００　Ｗ／、Ｊ以下である。従っ
て、本発明に係る含窒素耐熱鋼肉盛用Ｎ１基合金は、前
記正時性を満足するものであり、含窒素耐熱鋼製エンジ
ンパルプのフェース部への肉盛合金として最適のもので
ある。

尚、本発明に係る含窒素耐熱鋼肉盛用Ｎ１基合金は、エ
ンジンパルプとして一般的に要求される耐熱性、耐摩耗
性、靭性をも満足するものである。

以下に本発明の実施例を示す。

実施例　１゜第１表は、試験片に対して実施した本発明に係る含窒素
耐熱鋼肉盛用Ｎ１基合金と、従来のＣＯ基合金並びにＮ
１基合金とのＴ工Ｇ肉盛時のブローやスパッタの発生の
有無、肉盛層の硬さおよび耐創腐食性の比較を示す。

所定の割合で母合金および単独金属を配合し、高周波炉
で熔解し、シエμ型で鋳造して第１表に示す組成の合金
からなる５ＩＩｗφの溶接棒と、ｌｔｌ　１＋１１Ｘ　
ｉｔ）　ｊｆｆ　Ｘ　５５１’ｌｌの硬さ測定用試験片
を得た。

ＴＩＧ盛時のブローやスパッタの発生の有無は、前記溶
接棒を用いて、ＳＵＨ３５の母材（１００１１ｆｆＸ１
００ｆｆＸ１０１ＦＩ＋）上にＴ工Ｇ溶接法に鵜より一
層盛を行うことにより調べた。ＴＩＧ溶接肉盛条件はＤ
Ｃ。

正極性、２００〜２２０Ａ、２．４φ、Ａｒ”　ｌ／ｗ
Ｉ１１とした。

また、硬さ試験は、前記硬さ測定用試験片を７００“Ｃ
５時間の応力除去熱処理した後、表面を研摩し、ロック
ウニｐ硬度針（Ｃスケ−／Ｉ／）で測定した。

さらに耐ｐｂｏ腐食試験は、前記溶接棒を５罰φ×３０
Ｉ１ｍｌに切９出し、表面を研摩して試験片とした。ア
ルミナボード中にＰｔ１０１０ｇを入れ、電気炉中に挿
入して９００　”Ｃに保持し、この中罠予熱した前記試
験片を投入し、１時間浸漬後とり出して、表面付着物を
除去した後、秤量して腐食減量を求めた。

実施例　２゜第１表に示す本発明合金４１２及び同Ａ　Ｉ７　Ｋ係る
含窒累耐熱鋼肉盛用Ｎ１基合金並びに従来合金として示
すＣＯ基合金をそれぞれ供試材として用いて第１図に示
すようにエンジンパルプのフェース部１に肉盛し、ＴＩ
Ｇ盛時のブローやスパッタの発生の有無、肉盛部分２の
ブローホール発生の有無、耐ｐｂｏ腐食性、肉盛部分及
び相手弁座の摩耗量を調べだ。

ＴＩＧ盛時のブローやスパッタの発生の有無は、前記各
供試材を用いて、ＳＵＨ３５の母材からなるエンジンパ
ルプに、肉盛用自動ＴＩＧ溶接機にて一層盛を行うこと
によシ調べた。ＴＩＧ溶接肉盛条件ハＤＣ，正極性、２
００　Ａ　、　Ａｒ　２０７１　／ｌｔｍとした。その
試験の測定結果は、第１表に示すと同じであった。

肉盛部分のブローホーμの発生の有無は、肉盛部分を切
削加工し、フェース面を浸透探傷すること及び肉盛部分
をＸ線透過試験することにより調べた。その試験の測定
結果は、第２表に示すようは認められなかった。

第　　　２　　　表耐ｐｂｏ腐食性は、実施例１と同じ方法で９００”Ｃの
溶解塩（ｐｂｏ　）中に１時間浸漬後腐食減量を求める
ことにより調べた。その試験の測定結果は、第１表に示
すと同じ値であった。

肉盛部分の硬さは、肉盛部分の断面にてビッカース硬度
計（荷重１１１に９）で測定した。その測定結果を第３
図に示す。

エンジンパルプの肉盛部分及び相手弁座（材質鋳鉄）の
摩耗量は、自動車用ガソリン機関を用い、高鉛ガソリン
を燃料とし、全負荷、回転数５．　ｓｏ。

ｒｐｍ、５０時間の条件で試行することによシ調べた。

その測定結果を第４図に示す。

以上の各試験結果が示す通り、本発明（係る含窒素耐熱
鋼肉盛用Ｎｉ基合金は、従来材に比し十分に実用性の高
い品質を提供し得るものであることが実証された。

【図面の簡単な説明】

第１図はフェース部にＴＩＧ盛したエンジンパルプの一
部断面側面図、第２図は第１図の断面部分拡大し１、第
３図は肉盛部分の硬度測定説明図、第４図は肉盛部分及
び相手弁座の摩耗量の測定説明図（１本の棒グラフぐよ
１個のエンジンパルプを示す）である。尚、第３図及び第４図において、ＩＡＩは本発明合金４
１２を供試材として用いた場合、（Ｂｌは本発明合金＆
１７を供試材とし５て用いた場合、（Ｃ１は従来合金と
して示したＣＯ基合金を供試材として用いた場合を表わ
す。代理人（６４２ｏ）弁理士井田完ニ第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）重量％でＣｒ２０−３０％、Ｂ　１．０〜２．０
　％、Ｓｉ、４．０〜８、ロ　チ、　Ｗ　　Ｏ，５〜　
４．０　％、　　８ｎ　０．１〜０．７　％、　ＴＩ！
ＬＯ，［＋５〜０、．５０　％、　Ｎｔ）　０．０５〜
０．３０％％Ｎ０．０１〜０．１０％、残部Ｎ１である
含窒素耐熱鋼肉盛用Ｎ１基合金。
（２）重量％でＣｒ２Ｏ〜３０％、Ｂ　１．０〜２．０
　％、　Ｓｊ、　４．０〜８　ロ　チ、　　Ｗ　　Ｏ，
５−４，０％、　　　Ｓｎ　　０．１　〜０．７　　％
、　　Ｔａ　　ロ、０５〜０．５０％、Ｎｔｌｏ、０５
〜０．３０％、ＮＯ，０１〜０．１０％、Ｃ００５％以
下、残部Ｎ１である含窒素耐熱鋼肉盛用Ｎ１基合金。
（３）重量％でＣｒ　２０−３０チ、Ｂ　１．０〜２．
０　％、５ｔｊｏ〜８．０チ、Ｗｏ、５−４．０％、Ｓ
ｎ　Ｑ、１〜Ｑ、７　％、Ｔａ０．０５−０．５０％、
Ｎｂ　ｏ、ｏ　ｓ　〜０．３０　％、ＮＯ，０１〜０．
１０％、Ｆ’ｅ１０チ以下、残部Ｎ１である含窒素耐熱
鋼肉盛用Ｎ１基合金。
（４）重量％でＣｒ２Ｏ〜３０％、Ｂ１．Ｏ−２，０％
、８１４．０−８．０　％、　Ｗ　　Ｏ，５〜　４．０
　　％、　　Ｓｎ　　Ｑ、１　〜０．７　　％、　　Ｔ
ａＯ，０５〜０．５０　％、　Ｎｔｌ　　０．０５〜０
．３０　％、　Ｎ（１，Ｑｌ　　〜　０．１０　％、　
　Ｃ０１５％以下、ＦｅＩＱ−以下、残部Ｎ１である含
窒素耐熱鋼肉盛用Ｎ１基合金。