JPS60100640A - 耐熱耐食性の優れた高クロム合金 - Google Patents
耐熱耐食性の優れた高クロム合金Info
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- JPS60100640A JPS60100640A JP20750983A JP20750983A JPS60100640A JP S60100640 A JPS60100640 A JP S60100640A JP 20750983 A JP20750983 A JP 20750983A JP 20750983 A JP20750983 A JP 20750983A JP S60100640 A JPS60100640 A JP S60100640A
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- Japan
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- excellent resistance
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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、高温の酸化環境において、優れた耐食性と
高温強度を持ち且つ適度の靭性を有する、耐熱耐食性に
優れた高クロム合金に関するものである。
高温強度を持ち且つ適度の靭性を有する、耐熱耐食性に
優れた高クロム合金に関するものである。
例えば、石炭などの燃焼雰囲気下で使用される構造材料
は、高温の石炭灰などによる腐食に対する優れた耐食性
と高温強度を有していることが必要である。従来、上述
のような環境下で使用きれる材料としては、例えばオー
ステナイト系のインコロイ800合金、インコネル61
7合金などが知られている。
は、高温の石炭灰などによる腐食に対する優れた耐食性
と高温強度を有していることが必要である。従来、上述
のような環境下で使用きれる材料としては、例えばオー
ステナイト系のインコロイ800合金、インコネル61
7合金などが知られている。
しかしながら、上述した従来の合金は、強度を重視した
構成になっているので、そのクロム含有量は約23wt
、%程度までであり、石炭灰腐食に対する耐食性が不十
分である。
構成になっているので、そのクロム含有量は約23wt
、%程度までであり、石炭灰腐食に対する耐食性が不十
分である。
本発明者等は、上述した問題を解決し、高温の石炭灰な
どによる腐食環境下において優れた耐食性と高温強度を
有する、耐熱耐食性に優れた高クロム合金を開発すべく
鋭意研究を重ねた。その結果、高温強度を出すためのT
i 、 Nb 、 Ta等の元素の含有量を調整し且つ
MOの含有量を適正化することによって、Crを最大限
に含有させれば、耐食性を改善し得ることがわかった。
どによる腐食環境下において優れた耐食性と高温強度を
有する、耐熱耐食性に優れた高クロム合金を開発すべく
鋭意研究を重ねた。その結果、高温強度を出すためのT
i 、 Nb 、 Ta等の元素の含有量を調整し且つ
MOの含有量を適正化することによって、Crを最大限
に含有させれば、耐食性を改善し得ることがわかった。
この発明は、上記知見に基づいてな式れたものであって
、 C: 0.005〜0.08 wt、%。
、 C: 0.005〜0.08 wt、%。
Si : 1.Owt、%以下。
胤: 1.Owt、%以下。
Cr : 25〜37 wt、%。
Fe : 1 0〜30 wt、%。
R/Ioおよび/またはW : 0.5〜3.0 wt
、%。
、%。
N : 0.04 wt、%以下。
Aβ : 0.01〜3wt、%。
を含有し、
Ti : 0.15 wt、%以下。
Nb (+Ta): 1.Owt、%以下のうちの少な
くとも1種を含有し、そして、前記CおよびNと、前記
A7 r TtおよびNb (+’Ta)との間に次の
関係が成立し、 残りがNi tたはNiおよびCoと不可避的不純物か
らなることに特徴を有するものである。
くとも1種を含有し、そして、前記CおよびNと、前記
A7 r TtおよびNb (+’Ta)との間に次の
関係が成立し、 残りがNi tたはNiおよびCoと不可避的不純物か
らな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を、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、Cの含有量が0.005wt、2未
満では、上述した作用に所望の効果が得られない。一方
、Cの含有量が0.08 wt、%を超えると靭性が劣
化する問題が生ずる。従って、Cの含有量は、0.00
5から0.08 wt、%の範囲内に限定すべきである
。
る。しかしながら、Cの含有量が0.005wt、2未
満では、上述した作用に所望の効果が得られない。一方
、Cの含有量が0.08 wt、%を超えると靭性が劣
化する問題が生ずる。従って、Cの含有量は、0.00
5から0.08 wt、%の範囲内に限定すべきである
。
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。しかしながら、Slの
含有量が1.Owt、%を超えると、オーステナイト地
を不安定にする問題が生ずる。従って、Siの含有量は
、1.Owt、%以下に限定すべきである。
必然的に入ってくる元素である。しかしながら、Slの
含有量が1.Owt、%を超えると、オーステナイト地
を不安定にする問題が生ずる。従って、Siの含有量は
、1.Owt、%以下に限定すべきである。
Mnは、脱酸剤としてCおよび3iと共に使用されると
ころから、合金中に必然的に入ってくる元素である。し
かしながら、励の含有量が1.0.wt。
ころから、合金中に必然的に入ってくる元素である。し
かしながら、励の含有量が1.0.wt。
%を超えると、冷間加工性を損う問題が生ずる。
従って、励の含有量は、1.Qwt、%以下に限定すべ
きである。
きである。
Crは、石炭灰腐食のような厳しい腐食環境下において
耐食性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、Crの含有量が25 wt、2未満では、上
述した作用に所望の効果が得られない。一方、Crの含
有量が37wt、%を超えると、α′相が析出して靭性
が劣化する問題が生ずる。従って、Crの含有量は、2
5から37 wt、%の範囲内に限定すべきである。
耐食性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、Crの含有量が25 wt、2未満では、上
述した作用に所望の効果が得られない。一方、Crの含
有量が37wt、%を超えると、α′相が析出して靭性
が劣化する問題が生ずる。従って、Crの含有量は、2
5から37 wt、%の範囲内に限定すべきである。
Feは、オーステナイト地を安定化し、σ相を析出させ
ない作用を持つ元素である。しかしながら、Feの含有
量が30 wt、%を超えると、上述した作用に所望の
効果が得られない。一方、本発明合金は、市販スクラッ
プの利用および母合金の活用をビることによって、その
コストの低廉化を図っているので、Feの含有量が10
wt、2未満では、上述した作用に所望の効果が得ら
れない。従って、Feの含有量は、10から30wt、
%の範囲内て限定すべきである。
ない作用を持つ元素である。しかしながら、Feの含有
量が30 wt、%を超えると、上述した作用に所望の
効果が得られない。一方、本発明合金は、市販スクラッ
プの利用および母合金の活用をビることによって、その
コストの低廉化を図っているので、Feの含有量が10
wt、2未満では、上述した作用に所望の効果が得ら
れない。従って、Feの含有量は、10から30wt、
%の範囲内て限定すべきである。
Moは、高温強度を向上さ、せこれを保証する有効な元
素である。しかしながら、MOの含有量が0.5wt。
素である。しかしながら、MOの含有量が0.5wt。
2未満では、上述した作用に所望の効果が得られない。
一方、MOの含有量が3.Owt、%を超える々、σ相
およびα′相が析出して靭性が劣化し、また、Niの含
有量が40 wt、%を超える合金の場合には、耐食性
も劣化する問題が生ずる。従って、Moの含有量は、0
.5から3.Qwt、%の範囲内に限定すべきである。
およびα′相が析出して靭性が劣化し、また、Niの含
有量が40 wt、%を超える合金の場合には、耐食性
も劣化する問題が生ずる。従って、Moの含有量は、0
.5から3.Qwt、%の範囲内に限定すべきである。
Wは、Moと同様の作用効果を、MOと等価で有してい
る。従って、MOは、その一部または全部を当量のWで
置換することができる。
る。従って、MOは、その一部または全部を当量のWで
置換することができる。
Nは、溶解に際して、不可避的に混入する元素であるが
、Nの含有量が0.04 wt、%を超えると、Cr、
、Nが生成して靭性が劣化する問題が生ずる。
、Nの含有量が0.04 wt、%を超えると、Cr、
、Nが生成して靭性が劣化する問題が生ずる。
従って、Nの含有量は、0.04wt、%以下に限定す
べきである。
べきである。
Alは、溶解に際して、不可避的に混入する02および
Nを固定する作用を持つ元素である。しかしながら、A
lの含有量が0.01 wt、% 未満では、」−述し
た作用に所望の効果が得られない。一方、Alの含有量
が3wt0%を超えると、靭性が劣化する問題が生ずる
。従って、Alの含有量は、0.01から3wt、%の
範囲内に限定すべきである。
Nを固定する作用を持つ元素である。しかしながら、A
lの含有量が0.01 wt、% 未満では、」−述し
た作用に所望の効果が得られない。一方、Alの含有量
が3wt0%を超えると、靭性が劣化する問題が生ずる
。従って、Alの含有量は、0.01から3wt、%の
範囲内に限定すべきである。
Tiは、Alと共KNを固定する作用を持つ元素である
。しかしながら、TIの含有量が0.1−5wt。
。しかしながら、TIの含有量が0.1−5wt。
%を超えると、Ti (CN)の大型介在物が生成して
靭性が劣化する問題が生ずる。従って、Tiの含有量は
、O,i5 wt、%以下に限定すべきである。
靭性が劣化する問題が生ずる。従って、Tiの含有量は
、O,i5 wt、%以下に限定すべきである。
NbおよびTaは、Cr炭化物の生長を抑制して耐食性
に有効なCrの消費を防止する作用を持つ元素である。
に有効なCrの消費を防止する作用を持つ元素である。
しかしながら、NbおよびTaの含有量がl、Qwt、
%を超えると靭性が劣化する問題が生ずる。従って、N
bおよびTaの含有量は、1.Qwt。
%を超えると靭性が劣化する問題が生ずる。従って、N
bおよびTaの含有量は、1.Qwt。
%以下に限定すべきである。なお、NbとTaは等価で
あり、以下、Nb (+Ta)と記載する。
あり、以下、Nb (+Ta)と記載する。
上記Tiと、Nb (−1−Ta )とは、その少なく
とも1種が含有されていればよい。
とも1種が含有されていればよい。
CおよびNは、高Cr合金の場合に脆化が生ずる原因に
なるので、CおよびNと、Al、Ti、 Nb (+T
a )との間は、次の関係が成立していることを要する
。
なるので、CおよびNと、Al、Ti、 Nb (+T
a )との間は、次の関係が成立していることを要する
。
上述1−だ元素以外は、溶製土工可避的に含有する不可
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N1と等価であって、Nlの一部または全
部を、Coで置換することができる。
部を、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−G、比較合金H−におよび従
来合金の成分組成と、溶製された前記各合金を圧延し、
溶体化処理を施して試験片を調製し、これらの試験片に
対して、クリープ破断試験および石炭灰腐食試験を行な
ったときの試験結果である。なお、クリープ破断試験は
、試験片に対し、700°Cの温度において、20 k
g/mil の荷重をかけて行ない、そして、石炭灰腐
食試験は、Na2S 04 ’ N2 S 04 ’
Fe203 が1.5 : 1.5 : 1の灰中に、
700℃の温度で100時間試験片を浸漬することによ
り行なった。
来合金の成分組成と、溶製された前記各合金を圧延し、
溶体化処理を施して試験片を調製し、これらの試験片に
対して、クリープ破断試験および石炭灰腐食試験を行な
ったときの試験結果である。なお、クリープ破断試験は
、試験片に対し、700°Cの温度において、20 k
g/mil の荷重をかけて行ない、そして、石炭灰腐
食試験は、Na2S 04 ’ N2 S 04 ’
Fe203 が1.5 : 1.5 : 1の灰中に、
700℃の温度で100時間試験片を浸漬することによ
り行なった。
第1表から明らかなように、本発明合金A −Gは何れ
もクリープ破断試験における破断時間が180時間以上
であって、従来の17−14 Cu1Vi。
もクリープ破断試験における破断時間が180時間以上
であって、従来の17−14 Cu1Vi。
鋼よりも優れた高温強度を示し、また、石炭灰腐食試験
における腐食量が17〜4]rnり/dであつて、従来
のインコロイ800合金よりも優れた耐食性を示した。
における腐食量が17〜4]rnり/dであつて、従来
のインコロイ800合金よりも優れた耐食性を示した。
これに対して、従来の1717−14Cu 鋼は腐食量
が極めて多く、またインコロイ800合金は、高温強度
が極めて低かった。
が極めて多く、またインコロイ800合金は、高温強度
が極めて低かった。
比較合金H−には、何れもTiおよびNb(十Ta)が
含有されていない。そして、比較合金HはM。
含有されていない。そして、比較合金HはM。
含有量が本発明の範囲よりも少なく、比較合金■はMo
が含有されていないので、何れもクリープ破断時間は短
く、高温強度が低かった。一方、比較合金JおよびKは
、Mo含有量が本発明の範囲よりも多いので、クリープ
破断時間は長く、高温強度は高いが、石炭灰腐食量が多
く、耐食性が極めて悪かった。更に、比較合金Jおよび
Kは、過剰に含有されているMoによって、第2相およ
び炭化物が析出し、靭性が著しく低下した。即ち、室温
のシャルピー衝撃吸収エネルギー(2mm Vノツチ標
準試験片)は、700℃で200時間時効後において、
本発明合金は何れも10kg−11以上であるのに対し
、比較合金Jl′!、0.5kg−771,比較合金に
は3 kg −771であって、何れも本発明合金に比
べて低い値を示した。
が含有されていないので、何れもクリープ破断時間は短
く、高温強度が低かった。一方、比較合金JおよびKは
、Mo含有量が本発明の範囲よりも多いので、クリープ
破断時間は長く、高温強度は高いが、石炭灰腐食量が多
く、耐食性が極めて悪かった。更に、比較合金Jおよび
Kは、過剰に含有されているMoによって、第2相およ
び炭化物が析出し、靭性が著しく低下した。即ち、室温
のシャルピー衝撃吸収エネルギー(2mm Vノツチ標
準試験片)は、700℃で200時間時効後において、
本発明合金は何れも10kg−11以上であるのに対し
、比較合金Jl′!、0.5kg−771,比較合金に
は3 kg −771であって、何れも本発明合金に比
べて低い値を示した。
本発明合金は、上述した性能を有しているので、例えば
加熱炉管、ボイラ過熱器のような高温燃焼雰囲気下で使
用して優れた効果が発揮されるほか、Crの含有量が多
く、溶液中でも保護被膜が形成されるので、海水や廃液
処理などの厳しい腐食環境下においても、十分な耐食性
を発揮させることができる。
加熱炉管、ボイラ過熱器のような高温燃焼雰囲気下で使
用して優れた効果が発揮されるほか、Crの含有量が多
く、溶液中でも保護被膜が形成されるので、海水や廃液
処理などの厳しい腐食環境下においても、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、この発明の高クロム合金によれば、
高温の酸化環境において、優れた耐食性と高温強度を持
ち且つ適度の靭性が発揮される工業上優れた効果がもた
らされる。
高温の酸化環境において、優れた耐食性と高温強度を持
ち且つ適度の靭性が発揮される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
代理人 潮谷奈津夫(他2名)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 C: 0.005〜0.08 wt、%。 Si : 1.0 wt、%以下。 Mn : 1.Owt、%以下。 Cr : 25〜37 wt、%。 Fe:10〜30Wt1%。 1VfQおよび/またはW:0.5〜3.Qwt、%。 N : 0.04. wt、%以下。 Al: 0.01〜3wt、%。 を含有し、 Ti : 0.15 wt1%以下2 Nb (十Ta) : 1.Owt、%以下のうちの少
なくさも1種を含有7し、そして、前記CおよびNと、
前記Al 、 TiおよびNb(十Ta)との間に次の
関係が成立し、 残りがNiまたはNiおよびCOと不可避的不純物から
なることを特徴とする、耐熱耐食性の優れた高クロム合
金。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20750983A JPS60100640A (ja) | 1983-11-07 | 1983-11-07 | 耐熱耐食性の優れた高クロム合金 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20750983A JPS60100640A (ja) | 1983-11-07 | 1983-11-07 | 耐熱耐食性の優れた高クロム合金 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60100640A true JPS60100640A (ja) | 1985-06-04 |
JPS6221857B2 JPS6221857B2 (ja) | 1987-05-14 |
Family
ID=16540895
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20750983A Granted JPS60100640A (ja) | 1983-11-07 | 1983-11-07 | 耐熱耐食性の優れた高クロム合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60100640A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6223949A (ja) * | 1985-07-23 | 1987-01-31 | Hitachi Ltd | 高強度・高耐食性合金 |
JPH0196349A (ja) * | 1987-10-06 | 1989-04-14 | Nippon Stainless Steel Co Ltd | 耐熱鋳鋼 |
FR2845098A1 (fr) * | 2002-09-26 | 2004-04-02 | Framatome Anp | Alliage a base de nickel pour la soudure electrique d'alliages de nickel et d'aciers fil de soudage et utilisation |
WO2009154161A1 (ja) | 2008-06-16 | 2009-12-23 | 住友金属工業株式会社 | オーステナイト系耐熱合金ならびにこの合金からなる耐熱耐圧部材とその製造方法 |
EP2206796A1 (en) | 2008-12-25 | 2010-07-14 | Sumitomo Metal Industries Limited | Austenitic heat resistant alloy |
WO2011071054A1 (ja) | 2009-12-10 | 2011-06-16 | 住友金属工業株式会社 | オーステナイト系耐熱合金 |
WO2013073423A1 (ja) | 2011-11-15 | 2013-05-23 | 新日鐵住金株式会社 | 継目無オーステナイト系耐熱合金管 |
WO2013118585A1 (ja) | 2012-02-08 | 2013-08-15 | 新日鐵住金株式会社 | 二重管およびそれを用いた溶接構造体 |
JP2013227644A (ja) * | 2012-03-28 | 2013-11-07 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | オーステナイト系耐熱合金 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5867854A (ja) * | 1981-10-16 | 1983-04-22 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 耐応力腐食割れ性にすぐれたニツケル基高クロム合金の製造方法 |
JPS59229457A (ja) * | 1983-06-13 | 1984-12-22 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 耐応力腐食割れ性に優れたNi基高Cr合金 |
-
1983
- 1983-11-07 JP JP20750983A patent/JPS60100640A/ja active Granted
Patent Citations (2)
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Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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FR2845098A1 (fr) * | 2002-09-26 | 2004-04-02 | Framatome Anp | Alliage a base de nickel pour la soudure electrique d'alliages de nickel et d'aciers fil de soudage et utilisation |
EP1408130A1 (fr) * | 2002-09-26 | 2004-04-14 | Framatome ANP | Alliage à base de nickel pour la soudure électrique d'alliages de nickel et d'aciers, fil de soudage et utilisation |
US8801877B2 (en) | 2008-06-16 | 2014-08-12 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Austenitic heat resistant alloy, heat resistant pressure member comprising the alloy, and method for manufacturing the same member |
WO2009154161A1 (ja) | 2008-06-16 | 2009-12-23 | 住友金属工業株式会社 | オーステナイト系耐熱合金ならびにこの合金からなる耐熱耐圧部材とその製造方法 |
EP2206796A1 (en) | 2008-12-25 | 2010-07-14 | Sumitomo Metal Industries Limited | Austenitic heat resistant alloy |
US8313591B2 (en) | 2008-12-25 | 2012-11-20 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Austenitic heat resistant alloy |
WO2011071054A1 (ja) | 2009-12-10 | 2011-06-16 | 住友金属工業株式会社 | オーステナイト系耐熱合金 |
US8808473B2 (en) | 2009-12-10 | 2014-08-19 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Austenitic heat resistant alloy |
WO2013073423A1 (ja) | 2011-11-15 | 2013-05-23 | 新日鐵住金株式会社 | 継目無オーステナイト系耐熱合金管 |
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JP2013227644A (ja) * | 2012-03-28 | 2013-11-07 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | オーステナイト系耐熱合金 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6221857B2 (ja) | 1987-05-14 |
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