JPS59585B2

JPS59585B2 - 耐熱鋳造合金

Info

Publication number: JPS59585B2
Application number: JP11884080A
Authority: JP
Inventors: 誠高橋
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1980-08-28
Filing date: 1980-08-28
Publication date: 1984-01-07
Also published as: JPS5743964A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、耐熱鋳造合金に関し、さらに詳しくは、高温
において使用され、クリープ破断強度と耐酸化性に優れ
た耐熱鋳造合金に関するものである。

従来より、石油化学工業用反応管として多用されている
耐熱鋳造合金として、ＨＫ４０（Ｏ、４Ｃ−２５Ｃに−
２０Ｎｉ一残Ｆｅ）やＨＰ４０（Ｏ、４Ｃ−２５Ｃに−
３５Ｎｉ一残Ｆｅ）が使用されている。

ＨＫ４０材は１０００℃以下の温度におけるリブオーマ
−チューブとしては長時間の使用実績がある。しかしな
がら、１０００℃以上の雰囲気下で使用された場合、炭
化物の成長粗大化に伴なうクリープ破断強度の低下が生
じるとともに、１１００℃を越える温度条件では耐酸化
性も低下してくる。また、ＨＰ４０材は、１１００℃付
近の使用温度では、ＨＫ４０より良好なクリープ破断強
度と耐酸化性が得られるが、この使用温度域においては
充分なものではない。クリープ破断強度に関しては約１
１００℃という高温において１次炭化物の球状化や２次
析出物の成長粗大化がクリープ破断強度の低下を引起す
。また、ＨＫ４０やＨＰ４０は、１１００〜１１５０℃
の温度条件下では耐酸化抵抗が低くなるという問題点を
有している。本発明は、上記に説明したＨＫ４Ｏ、ＨＰ
４０等の耐熱鋳造合金に比較してクリープ破断強度、及
び、耐酸化性に優れた耐熱鋳造合金である。

本発明に％る耐熱鋳造合金の特徴とするところは、Ｃ０
．３５〜０．６％、５ｉ０．５〜２．０％、Ｍｎ０
３３〜００９％、Ｐｏ、０４％以下、８０．０４％以下
、Ｃｒ２４〜３０％、Ｎｉ３０〜４０％、Ｗ３〜６条
、Ａ４０．１〜０９４％、残部は実質的にＦｅからなる
ものである。本発明に関する耐熱鋳造合金について以下
詳細に説明する。

先づ、含有成分、成分割合について説明する。

Ｃは、クリープ破断強度を高めるために有効な元素で楽
り、Ｃ含有量の増加とともにクリープ破断寿命を増大さ
せる。しかし、１０００℃以上の使用温度からみて高ク
リープ破断寿命を得るためにはＣ含有量０３３５％未満
ではこの効果は得られない。さらに、Ｃ含有量が増加す
るとクリープ破断強度は増大するが０６６％を越えると
逆に低下するようになる。また、Ｃ含有量０．６％を越
えると２次炭化物析出物が多くなり脆化の原因となる。
よって、Ｃ含有量は０９３５〜０９６％とする。Ｓｉは
、製鋼時に脱酸効果を有するとともに、使用中において
は耐浸炭抵抗を高めるために有効な元素である。通常、
溶解原材料から０．２〜０９３％程度の混入があるが、
充分な脱酸効果と耐浸炭性を付与するためには、含有量
が０．５％未満ではその効果がなく、また、含有量が２
条を越えると溶接性の低下をきたすようになる。よって
Ｓｉ含有量は０．５〜２，０％とする。Ｍｎは、脱酸
剤、及び、Ｓを固定する元素であるが、含有量が０．３
％未満ではこの効果を発揮せず、また、０．９％を越え
て含有されると、約１１００℃という高温使用の苛酷な
条件下では耐酸化性の劣化を招来する。

よって、Ｍｎ含有量は０．３〜０．９％とする。Ｃｒは
、耐酸化性、及び、高温強度を得るためには、有効な元
素であり、約１１００℃という高温の使用を考慮すると
、Ｃｒ含有量が２４係未満では耐酸化性に乏しくなり、
また、２４係を越えて増加していくにつれて効果は増大
するが、含有量量が３０係を越えると靭件の低下を引起
すのである。

よって、Ｃｒ含有量は２４〜３０％とする。Ｎｉは、オ
ーステナイトを安定化し、耐酸化性、耐浸炭性、及び、
高温強度を向上させる元素であり、約１１００℃という
高温使用では、Ｎｉ含有量が３０％未満では耐酸化性、
耐浸炭性に乏しく、また、４０％を越えると含有させる
効果は少なくなる。よって、Ｎｉ含有量は３０〜４０％
とする。Ｐ，Ｓは、その含有量が０．０４％を越えると
溶接性に悪影響を与える。よって、Ｐ，Ｓは含有量を０
．０４％以下とする。Ｗは、高温強度を増加させるため
の有効な元素であるが、含有量が３％未満ではクリープ
破断強度の増加は小さく、また、その含有量が３％を越
えると顕著なクリープ破断強度の増加を示す。

なお、Ｗ含有量６％を越えて含有されてもクリープ破断
強度は増加するが、材料自体の硬化を伴ない、低温域で
の延性低下を招来する。よって、Ｗ含有量は３〜６％と
する。Ａ４は、耐酸化性の向上に顕著な効果があるが、
含有量が０．１％未満では耐酸化性の向上の顕著な効果
がなく、また、０．４％を越えて含有されると、大気中
溶解、鋳造によるＡ４酸化物の巻込みにより鋳造品の鋳
造性、健全性を損う可能性が極めて大きいのである。

よって、Ａｔ含有量は０，１〜０．４％とする。本発明
に係る耐熱鋳造合金は、上記に説明した各含有成分の作
用及び／又は効果、及び、各含有成分の相乗的な作用、
及び／又は効果によって、極めて優れたクリープ破断強
度と耐酸化性を有しているものである。

次に、本発明に係る耐熱鋳造合金の実施例を比較材とと
もに説明する。

実施例第１表に示す含有成分、成分割合となるように各供試材
を高周波誘導溶解炉で３５〜溶製し、外径１３５ｆ一肉
厚２５１＝長さ２５０ｔの管に遠心鋳造した。

耐酸化性試験の結果、及び、クリープ破断試験の結果を
第１表に示す。

この耐酸化性試験は、１２ｆ×５０ｍ７ＩＬの試験片に
ついて、それぞれ３ヶづつ１１５０℃の大気中で３００
時間試験を行なった平均値を示してある。この第１表か
らもわかるように、比較材（１）（ＨＫ４Ｏ材）、比較
材（２）（ＨＰ４Ｏ材）は１１５０℃の耐酸化性、及び
、１１００℃のクリープ破断試験の破断寿命が低い。

比較材（３）のＷ含有のみのものと、比較材（４）のＷ
含有と下限以下のＡ４含有量では、比較材（２）に比較
してクリープ破断寿命は増しているが耐酸化性の向上は
ない。比較材（５）のＷ含有量が下限値より低い場合に
は、耐酸化性の向上はあるが、クリープ破断寿命の大き
な増加はない。比較材（６）のＷ含有量が高い場合、比
較材（７）のＣｒ含有量が低い場合、比較材（８）のＮ
ｉ含有量が低い場合にも同様に耐酸化性は比較材（２）
のＨＰ４Ｏ材より劣化している。しかしながら、本発明
材の（１）、及び、（２）は、耐酸化性とクリープ破断
強度は、比較材（２）（ＨＰ４Ｏ材）より著しく優れて
おり、１１００℃〜１１５０℃の高温部材として良好な
性質を有しているのである。本発明に係る耐熱鋳造合金
は、クランキングチューブ、リフオーマーチューブ、チ
ューブサポート等の石油化学工業用として、また、ハー
スロール、ラジアントチューブ等の鉄鋼用として、その
他１０００℃以上の温度で使用される高温部材用として
適しているものである。

以上、説明したように、本発明に係る耐熱鋳造合金は上
記の構成を有しているものであるから、１１００℃〜１
１５０℃付近の高温において使用される材料として、極
めて優れたクリープ破断強度、及び、耐酸化性を有する
材料であり、石油化学工業用の材料として好適なもので
ある。

Claims

【特許請求の範囲】

１Ｃ０．３５〜０．６％、Ｓｉ０．５〜２．０％、Ｍ
ｎ０．３〜０．９％、Ｐ０．０４％以下、Ｓ０．０４％
以下、Ｃｒ２４〜３０％、Ｎｉ３０〜４０％、Ｗ３〜６
％、Ａｌ０．１〜０．４％を含有し、残部は実質的にＦ
ｅからなることを特徴とする耐熱鋳造合金。