JPS59586B2

JPS59586B2 - 耐熱鋳造合金

Info

Publication number: JPS59586B2
Application number: JP11884380A
Authority: JP
Inventors: 誠高橋; 純一杉谷; 震一村上
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: JPS5743966A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、耐熱鋳造合金に関し、さらは詳しくは、高温
において耐酸化性を劣化することなくクリープ破断強度
の優れた耐熱鋳造合金に関するものである。

従来より使用されているこの種の耐熱鋳造合金として、
ＨＫ４０（Ｏ、４Ｃ−２５Ｃｒ−２０Ｎｉ−残Ｆｅ）及
びＨＰ４０（Ｏ、４Ｃ−２５Ｃｒ一３５Ｎｉ一残Ｆｅ）
がある。

そして、このＨＫ４０材は１００００℃以下の温度にお
いてリブオーマ−チューブとして長時間使用された実績
がある。しかしながら、１０００℃以上の温度における
雰囲気で使用された場合には、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、１１０
０℃を越える温度条件では耐酸化性も低下してくる。ま
た、一方、ＨＰ４０材は１１００℃付近の使用温度では
ＨＫ４０材より良好なクリープ破断強度と耐酸化性を有
しているが、しかし、この使用温度域においては末だ充
分なものとはいえない。即ち、クリープ破断強度に関し
ては、約１１００℃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
下を引き起すからである。本発明は、上記したような耐
熱鋳造合金としてのＨＫ４０材、及び、ＨＰ４０材に比
して、例えば、石油化学工業用反応管として高温におい
て使用した場合でも優れたクリープ破断強度を保持し、
かつ、耐酸化性も劣化しない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％、ＭｎＯ、
：３〜０．９％、Ｃｒ２４〜３０％｜Ｎｉ３０〜４０％
｜Ｗ３〜６％、Ｍ００．３〜０．８％２Ｐｏ６０４％以
下、８０．０４％以下、Ｎ０．０２〜０８２％を含有し
、残部は実質的にＦｅよりなるものである。本発明に％
る耐熱鋳造合金について詳細に説明する。

先づ、本発明に％る耐熱鋳造合金における含有成分と成
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元素であり、Ｃ含有量
の増加とともクリープ破断寿命は増大する。

そして、１０００℃以上の使用温度で高クリープ破断寿
命を得るにはＣ含有量は０．３５％未満では駄目であり
、含有量が０．３５％を越えるとクリープ破断寿命は増
大するが、含有量が０９６％を越えるとクリープ破断寿
命は逆に低下するようになる。また、０．６％を越える
含有量では２次炭化物析出が多くなり脆化する原因とも
なる。よって、Ｃ含有量は０．３５〜０．６％とする。
Ｓ１は製鋼時に脱酸効果をもつとともに、使用中にあっ
ては耐浸炭抵抗を高めるのに効果のある元素であり、通
常は溶解原材料から０．２〜０．３％程度の混入がある
が、含有量が０．５％未満では充分な脱酸効果と耐浸炭
性を付与することができず、また、含有量が２係を越え
ると溶接性を低下させるものである。

よって、Ｓｉ含有量は０５〜２．０％とする。Ｍｎは、
脱酸剤、及び、Ｓを固定する元素であり、含有量が０．
３％未満ではこの効果がなく、また、含有量が０．９％
を越えると、約１１００℃という高温における使用とい
う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、高温強度を付与する元素であり、約
１１００℃という高温における使用を考慮すると、Ｃｒ
含有量が２４％未満では耐酸化性に乏しく、また、２４
％を越えて含有されるとこの効果は増大するが、含有量
が３０係を越えると靭件の低下を引き起す。

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
高温の使用では、含有量が３０％未満では耐酸化性、耐
浸炭性に乏しく、また、含有量が４０％を越えると含有
量の多い割りには効果上昇するこさなく少ない。

よって、Ｎｉ含有量は３０〜４０％とする。Ｗは、高温
強度を増加させる元素であり、含有量が３０％未満では
クリープ破断強度は小さく、３係を越えて含有されると
クリープ破断強度の顕著な増大を伴なう。

そして、含有量が６％を越えてもクリープ破断強度は増
加するが、材料自体が硬化して、低温域での延性低下を
招来する。よって、Ｗ含有量は、３〜６係とする。Ｐ．
Ｓは、０．０４％を越える含有量では、溶接性に悪影響
を与えるので、Ｐ．Ｓの含有量は０．０４％以下とする
。

ＭＯは、クリープ破断強度を高める元素であり、含有量
が０．３％未満ではこの効果がなく、含有量が増加する
程この効果が顕著であるが、含有量が０．８％を越える
と、約１１００℃以上の使用温度では耐酸化性が阻来さ
れる。

よって、ＭＯ含有量は０．３〜０．８％とする。Ｎは、
含有量が０．０２％未満ではクリープ破断強度を改善す
るという効果がなく、また、含有量が０．２％を越える
と溶接性の劣化が著しくなる。

よって、Ｎ含有量は０．０２〜０．２％とする。次に、
本発明に係る耐熱鋳造合金の実施例について、比較例と
共に説明する。実施例第１表に示す含有成分、成分割合となるように高周波誘
導溶解炉において３５〜を溶製し、外径１３５φ一肉厚
２５１−長さ５２０ｔに遠心鋳造により鋳造した。

また、第１表には、クリープ破断試験結果と耐酸化性試
験結果を示してある。

クリープ破断試験は平行部６．４ｍｍ−ＧＬ２５ｍｍの
寸法で行ない、耐酸化性試験は、１２φ−５０ｍｍの試
片でそれぞれ３ヶづつ大気中１１５０℃で３００時間試
験を行なった平均値である。

第１表に示されていることから明らかであるが、比較材
（１）（ＨＫ４Ｏ材）、比較材（２）（ＨＰ４Ｏ材）及
び、比較材（３），（４）の低Ｗ含有量のものはそ
の何れもクリープ破断寿命が短かい。

比較材（５），（６）のようにＷ含有量が増すと、
Ｗ３〜６％の範囲ではクリープ破断寿命が増す。比較材
（６）はＭＯ含有量が０．８係より多い場合、比較材（
８）はＷ，ＭＯ含有量ともに、Ｗ６％，ＭＯＯ．８％を
越えて多く含有されているものでクリープ破断強度が可
成り改良される。しかしながら、この場合には、耐酸化
特性がＨＰ４Ｏより低下するので、耐酸化性の点に問題
がある。比較材（７）はＷ含有量が多く、ＭＯ含有量が
少ないもので、クリープ破断強度は改良されるが耐酸化
性がＨＰ４Ｏ材より劣っている。これらの比較材に対し
て、本発明材（１），（２）は、第１表に示してあ
るように、Ｗ％及び、ＭＯを所定の割合にて含有させて
組合すことによって、耐酸化性を著しく阻害することな
く、クリープ破断強度をより優れたものとであり、１１
００℃〜１１５０゜Ｃの高温で使用される部材として良
好なものである。本発明に係る耐熱鋳造合金は、石油化
学工業用として、クランキングチューブ、リブオーマチ
ューブ、チューブサポート等として、また、鉄鋼用とし
て、ハースロール、ラジアントチューブ、その他１００
０℃以上で使用される高温部材として適したものである
。

以上説明したように、本発明に係る耐熱鋳造合金は上記
したような構成を有しているものであるから、１１００
℃〜１１５０℃付近の高温度において使用される材料と
して、耐酸化性を劣化させないで、クリープ破断強度が
従来のＨＫ４Ｏ材及び、ＨＰ４Ｏ材よりも極めて優れた
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％、Ｃｒ２４〜３０％、Ｎｉ３０〜４
０％、Ｗ３〜６％、Ｍｏ０．３〜０．８％、Ｐ０．０４
％以下、Ｓ０．０４％以下、Ｎ０．０２〜０．２％を含
有し、残部は実質的にＦｅよりなることを特徴とする耐
熱鋳造合金。