JPS60224731A

JPS60224731A - Ｃｏ基耐熱合金

Info

Publication number: JPS60224731A
Application number: JP7919284A
Authority: JP
Inventors: Junya Oe; 大江　潤也; Saburo Wakita; 三郎脇田
Original assignee: Mitsubishi Metal Corp
Current assignee: Mitsubishi Metal Corp
Priority date: 1984-04-19
Filing date: 1984-04-19
Publication date: 1985-11-09
Also published as: JPS6330381B2

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】〔産業上の利用分野〕この発明は、すぐれた高温耐酸化性および高温強度を有
すると共に、さらに特にすぐれた耐溶融ガラス侵食性を
有し、したがって、これらの特性が要求されるガラス繊
維成形スピナーとして用いた場合にすぐれた性能を長期
に亘って発揮するＣ。

基耐熱合金に関するものである。

〔従来技術およびその問題点〕

一般に、ガラス繊維は、スピナー内に１０００℃程度に
加熱した溶融ガラスを装入し、このスピナーを１７０　
Ｏｒ、訃ｍ、程度の回転数で高速回転して、前記スピナ
ーの側壁にそって放射状に穿設した多数の細孔かも溶融
ガラスを遠心力にて噴出させることによって成形される
ものであるため、前記スピナーには、高温耐酸化性、高
温強度、特に高温クリープラブチャー強度、および耐溶
融ガラス侵食性を具備することが要求される。

従来、このガラス繊維成形用スピナーの製造に使用され
る代表的合金として、重量％で、２８％Ｃｒ　−１３％
Ｎｉ　−１０％Ｗ−１，５％Ｔａ　−Ｃｏかもなる組成
をもったＣｏ基耐熱合金があるが、この従来ＣＯ基耐熱
合金は、特に耐溶融ガラス侵食性が不十分であるためＫ
、比較的早期に、スピナー側壁の細孔の孔径が許容限度
以上に大きくなってしまい、使用寿命に至るものであっ
た。

〔研究の目的〕

そこで、本発明者等は、上述のような観点から、高温耐
酸化性、高温強度（高温クリープラブチャー強度）、お
よびｗｆ溶融ガラス侵食性を具備した合金を開発すべく
研究を行なった。

〔研究に基づく知見事項および発明の構成要件〕この結
果、重量％で（以下、係は重量％を示す）、Ｃ：０．０
１〜１％。

Ｓｉ：０．０１〜２％。

Ｍｎ　：　０．０１〜２　％。

Ｃｒ　：　２５．５〜４０％。

Ｎｉ：５〜１７．５％。

ＷおよびＭｏのうちの１種または２　、？ＩＮ［：　０
．５〜１２％。

Ｈｆ　：　０．５〜５％。

希土類元素：０．００５〜０．１％。

を含有し、さらに必要に応じて、Ｔａ、　Ｎｌ）、およびＴｉのうちの１種または２種以
上二０１〜３％、並びに、ＢおよびＺｒのうちの１株または２種：０．００５〜０
１％。

のいずれか、または両方を含有し、残りがＣｏと不可避
不純物からなる組成を有するＣｏ基合金は、すぐれた高
温耐酸化性および高温強度（高温クリープラブチャー強
度）を有するばかりでなく、特にすぐれた耐溶融ガラス
侵食性を具備し、したがって、このＣｏ基耐熱合金を、
特にガラス繊維成形用スピナーの製造に用いた場合、こ
の結果のスビナ−はきわめて長期に亘ってすぐれた性能
を発揮するという知見を得たのである、〔技術的駆足理由〕この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て、以下に成分組成範囲を上記の通りに限定した理由を
説明する。

（ａ）　ＣＣ成分には、素地に固溶するはか、Ｃｒ、　Ｗ、　Ｍｏ
。

およびＨｆ、さらにＴａ、Ｎｂなどと結合して炭化物を
形成し、もって結晶粒内および結晶粒界を強化すると共
に、高温強度を向上させ、さらに溶接性および鋳造性を
改善する作用があるが、その含有量が０．０１％未満で
は前記作用に所望の効果が得られず、一方１％を越えて
含有させると靭性が劣化するようになることがら、その
含有量を０．０１〜１％と定めた。

（ｂｌ　５ｉＳｉ成分は、脱酸作用をもつほか、溶湯の流動性を向上
させ、さらに高温耐酸化性を向上させる作用をもつが、
その含有量が０．０１％未満では前記作用に所望の効果
が得られず、一方２％を越えて含有させると、靭性およ
び溶接性が劣化するようになることから、その含有量を
０．０１〜２％と定めた、（ｃｌ　Ｍｎ鳩成分は、強力な脱酸作用をもつほか、オーステナイト
素地に固溶して、これを安定化し、かつ靭性を向上させ
る作用をもつが、その含有量が０．０１％未満では前記
作用に所望の効果が得られず、一方２％を越えて含有さ
せると、高温耐酸化性に劣化傾向が現われるようになる
ことから、その含有量を０．０１〜２％と定めた。

（ｄ）　ＣｒＣｒ成分は、すぐれた高温耐酸化性を確保する上で不可
欠なオーステナイト構成成分であるが、その含有量が２
５．５％未満では所望のすぐれた高温耐酸化性を確保す
ることができず、一方４０％を越えて含有させると高温
強度および靭性が急激に低下するようになることから、
その含有量を２５．５〜４０％と定めたり（ｅｌ　ＮｉＮｉ成分圧は、Ｃｒとの共存において高温強度を向上さ
せ、さらにオーステナイト素地を構成して、これを良く
安定化し、かつ加工性を向上させる作用があるが、その
含有量が５％未満では前記作用に所望の効果が得られず
、一方１７．５％を越えて含有させてもより一層の向上
効果は現われないことから、その含有量を５〜１７．５
％と定めた。

（ｆ）　ＷおよびＭ。

これらの成分には、Ｃと結合して高融点炭化物であるＭ
Ｃ型炭化物を形成し、一方Ｍ７　Ｃ３型やＭ２３・Ｃ６
型の低融点炭化物の形成を抑制し、もって高温強度を向
上させると共に、オーステナイト素地に固溶して、これ
を強化する作用があるが、その含有量か０．５％未満で
は前記作用に所望の効果が得られず、一方１２％に越え
て含儒させると、高温耐酸化性が急激に劣化するように
なるばかりでなく、靭性劣化の原因となるσ相などの金
属間化合物が形成されるようになることから、その含有
量を０．５〜１２％と定めた。

（ｇｌ　ＨｆＨｆ成分には、ＭＣ型あるいはＭ７Ｃ３型の共晶炭化物
を形成することなく、高融点炭化物であるＭＣ型の初晶
炭化物を形成して、高温耐酸化性および高温強度を向上
させ、さらに一段と耐溶融ガラス侵食性を向上させる作
用があるが、その含有量が０．５％未満では前記作用に
所望の効果が得られず、一方５％を越えて含有させても
前記作用により一層の向上効果は得られず、経済性を考
慮して、その含有量を０．５〜５％と定めた。

（ｈｌ　希土類元素希土類元素罠は、特にＨｆとの共存において高温耐酸化
性をより一段と向上させる作用があるが、その含有量が
０．００５％未満では前記作用に所望の効果が得られず
、一方Ｏ６１％を越えて含有させると鋳造性および加工
性に劣化傾向が現われるようになることから、その含有
量を０．００５〜Ｏ１１％と定めた。

（ｉｌ　Ｔａ、Ｎｂ、およびＴｉこれらの成分には、Ｈｆとの共存において、高融点炭化
物であるＭＣ型の初晶複合炭化物を形成して、高温耐酸
化性および高温強度を一段と向上させ、さらに耐溶融ガ
ラス侵食性も向上させる作用があるので、特にこれらの
特性が要求される場合に必要圧応じて含有されるが、そ
の含有量が０．１％未満では前記作用に所望の向上効果
が得られず、一方３％を越えて含有させてもより一層の
向上効果は現われないことから、その含有量を０．１〜
３チと定めた。

（ＪＩ　ＢおよびＺｒこれらの成分には、結晶粒界を強化して合金の高温強度
を一段と向上させる作用があるので、必要に応じて含有
されるが、その含有量が０．００５係未満では所望の高
温強度向上効果が得られず、一方０１％を越えて含有さ
せると、初性が低下するようになることから、その含有
量を０．００５〜０．１％と定めた。

なお、この発明のＣｏ基耐熱合金における不可避不純物
のうち、特にＦｅに関しては、３％まで含有しても合金
特性が何ら損なわれることがないので、経済性を考慮し
て３％までの範囲で積極的に含有させる場合がある。

〔実施例〕つぎに、この発明のＣｏ基耐熱合金を突゛施ダにより具
体的に説明する。

実施例通常の溶解法によりそれぞれ第１表に示される成分組成
をもった本発明ＣＯ基耐熱合金１〜２９　および従来Ｃ
ｏ基耐熱合金を溶製し、ロストワックス精密鋳造法を用
いて、平行部外径ニア關φ×平行部長さ：５０＋ｍＸチ
ャック部外径：２５朋φＸ全長：９０ｍｍの寸法をもっ
た試験片素材に鋳造した。

ついで、この試験片素材より、高温強度を評価する目的
でクリープラグチャー試験片を削り出し、この試験片を
用い、雰囲気：大気中、加熱温度＝１１００’Ｃ，付加
荷重応カニ３．５Ｋｙ／朋１の条件でクリープラブチャ
ー試験を行ない、破断寿命を測定した。

また、上記クリープラブチャー試験後の試験片のチャッ
ク部から直径：ｌＯｍφＸ高さ：１０闘の寸法をもった
試験片を切出し、この試験片を用い、大気中、温度：１
１００℃ＫＩＯ時間保持後、脱スケールを１サイクルと
し、１０サイクルを行なった後の酸化減量な測定する高
温耐酸化性試験を行なった。

さらＫ、耐溶融ガラス侵食性を評価する目的で、上記の
試験片累月より浸漬部寸法が直径：６朋φ×長さ：１６
闘となる試験片を切出し、この試験片を、温度：１１２
０℃の溶融ガラス中に１２０時間浸漬の溶融ガラス浸漬
試験を行ない、試験後の腐食減量の割合を測定した１、
これらの測定結果を第２表に示した。

第２表に示される結果から、不発ａｉ４ｃｏ基耐熱合金
は、従来Ｃｏ基耐熱合金に比して、一段とすぐれた高温
耐酸化性および高温強度を有し、さらＫすぐれた耐溶融
ガラス侵食性を具備することが明らかである。

〔総括的効果〕

上述のように、この発明のＣｏ基耐熱合金は、すぐれた
高温強度および高温耐酸化性を有し、かつ耐溶融ガラス
侵食性にもすぐれているので、特にこれらの特性が要求
されるガラス繊維成形用スピナーの製造に用いた場合に
は、著しく長期に亘ってすぐれた性能を発揮するのであ
る。

出願人　三菱金属株式会社代理人　富　１）和　夫　外１名

Claims

【特許請求の範囲】（１１Ｃ：　０．０１〜１％。Ｓｉ：０．０１〜２％。Ｍｎ　：　０．０１〜２％。Ｃｒ　：　２５．５〜４０％。Ｎ１；５〜１７５％。ＷおよびＭｏのうちの１徨または２　［：　０．５〜１
２％。）Ｉｆ　：　０．５〜５％。希土類元素：０．００５〜ｏ、ｉ％。を含有し、残りがＣｏと不可避不純物からなる組成（以
上重量％）を有することを特徴とするＣｏ基耐熱合金。（２１Ｃ：　０．０１〜１％。Ｓｉ：Ｏ，０１〜２％。Ｍｎ　：　０．０１〜２　’％。Ｃｒ　：　２５．５〜４０　％。Ｎ１　：　５〜１７．５％。ＷおよびＭｏのうちの１攬または２種二０．５〜１２％
。Ｈｆ：０．５〜５％。希土類元素：０．００５〜０．１％。を含有し、さらに、Ｔａ、Ｎｂ、およびＴｉのうちの１種または２種以上；
０．１〜３％。を含甘し、残りがＣｏと不可避不純物からなる組成（以
上重量％）を有することを特徴とするＣＯ基耐熱合金。（３）　Ｃ：　０．０１〜１％。８ｉ：０．０１〜２％。Ｍｎ　：　０．０１〜２％。Ｃｒ　：　２５．５〜４０％。Ｎｉ　：　５〜１７．５％。ＷおよびＭｏのうちの１種または２種＝０．５〜１２％
。Ｈｆ　：　０．　５　〜５　％　。希土類元素：０．００５〜０．１％。を含有し、さらＫ、ＢおよびＺｒ　Ｉ）　５ちの１種または２　ｍ　：　０
．００５〜０１％。を含有し、残りがＣｏと不可避不純物からなる組成（以
上重量％）を有することを特徴とするＣｏ基耐熱合金。（４）　Ｃ：　０．０１〜１％。Ｓｉ：０．０１〜２％。Ｍｎ　：　０．０１〜２％。Ｃｒ　：　２５．５〜４０％。Ｎｉ：５〜１７．５％。ＷおよびＭｏのうちの１種または２種二０５〜１２％。Ｈｆ：０．５〜５％希土類元素：０．００５〜０．１％。を含有し、さらに、Ｔａ、Ｎｂ、およびＴｉ　のうちの１株または２Ｂおよ
び７ｒｒのうちの１種または２種：０．００５〜０．１
％。を含有し、残りがＣｏと不可避不純物からなる組成（以
上重量％）を有することを特徴とするＣｏ基耐熱合金。