JPS60224732A

JPS60224732A - Ｃｏ基耐熱合金

Info

Publication number: JPS60224732A
Application number: JP7919384A
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: JPS6330382B2

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、　ｐ、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ら
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％Ｎ
ｉ　−１０％Ｗ−１．５％Ｔａ−Ｃｏからなる組成をも
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に１比
較的平期Ｋ、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
よび耐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：０．２
％超〜１％。

Ｓｉ：０．０１〜２％。

Ｍｎ：０．０１〜２％。

Ｃｒ：１８〜４０％。

Ｎ１：　５〜２５％。

ＭｏおよびＷのうちの１穏または２種＝０．１〜１２％
。

１−１ｆ：　０．００１〜０５％未満。

を含有し、さらに必要に応じて、Ｔａ、Ｎｂ、およびＴｉのうちの１種または２種以上：
０．０１〜３％。

ＢおよびＺｒ？’）５ち（１）　ｌ　ａｌまたは２ｍ＝
０．００５〜０．１％。

希土類元素：０．００５〜０．１％。

からなる群のうちの１種以上を含有し、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）を有するはかりでなく１％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
、この結果のスピナー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。

〔技術的限定理由〕

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、素地に固溶するはが、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、さらに汀接性および鋳造性を
改善する作用かあるが、その含有量が０．２％以下では
前記作用に所望の効果が得られず、−万１％を越えて含
有させると靭性が劣化するようになることから、その含
有量を０．２％超〜１％とにめた。

（ｂｌ　５ｉ８ｉ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。

（ｃ）　ＭｎＭｎ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、高温耐酸化性忙劣化傾向が現われるようにな
ることがら、その含有量を０．０１〜２％と定めた。

（ｄｌ　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１
８％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係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１８〜４０％と定めた。

（ｅ）　ＮｉＮｉ成分には、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（
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２５％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５〜２５％と定め
た。

（ｆｌ　ＷおよびＭＯ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Ｍ７Ｃ３型やＭ２３Ｃ６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同浴して、これを強
化する作用があるが、その含有量か０１％未満では前記
作用に所望の効果が得られず、一方１２％を越えて含有
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
１〜１２％と定めた。

（ｇｌ　ＨｆＨｆ［は、耐浴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０．００１４未満では前記作用に所望
の効果が得られないので、０００１％以上の含有が必要
である。しかし０．５％以上の含有はコスト高の原因と
なることから、その含有量を０．００１〜０．５％未満
と定めた１、（ｈｌ　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に応じて含有されるが、そ
の含有量が０．０１％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
の向上効果は得られないことから、その含有量を０．０
１〜３％と定めた。

（ｉｔ　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％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、靭性が低下するよう罠なることから、その含有
量をｏ、ｏｏｓ〜０，１％と定めた。

（ｊ）希土類元素希土類元素には、高温耐酸化性をより一段と向上させる
作用があるので、特に高温耐酸化性が要求される場合に
必要に応じて含有されるが、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０１％
を越えて含有させると鋳造性および加工性に劣化傾向か
現われるようになることから、その含有量に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Ｆ”ｅＫ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基耐熱合金を実施例により具体
的に説明する。

夾施例通常の溶解法によりそ１１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１〜４４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な用
いて、平行部外径ニアＷＩｉφＸ平行部長さ：５０關ｘ
チャック部外径：２５龍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
でクリープラブ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＝１０００℃、付加荷
乗応カニ　７　Ｋｙ　／ｖｒｍ”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：１０ｍφ×高さ：１０ｍｇ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：
　１ｏｏｏ℃に２４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を測定す
る高温耐酸化性試験を行なった、さらに、耐溶融ガラス侵食性を評価する目的で、上記の
試験片素材より浸漬部寸法が直径二６１１１φ×長さ：
　１６ｍとなる試験片を切出し、この試験片を、温度：
１０５０℃の溶融ガラス中に２５０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。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５本発明ＣＯ基耐熱合金１〜
４４は、いずれも従来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
るう〔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、かつ耐浴融ガラス
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。

Claims

【特許請求の範囲】（１１Ｃ：ｏ、２％超〜１％。Ｓｉ：ｏ、ｏｘ〜２チ。Ｍｎ：０．０１〜２％。Ｃｒ：　１８〜４０　％。Ｎｉ：５〜２５％。ＭＯおよびＷのうちの１種または２種二０．１〜１２％
。Ｈｆ　：　０．０　（１１〜０．５％未満。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：０．２％超〜１％。Ｓｉ：０．０１〜２％。Ｍｎ：　０．０　１〜２　％。Ｃｒ：　１８〜４０％。Ｎｉ：５〜２５％。ＭｏおよびＷのうちの１種または２種二０．１〜１２％
。Ｈｆ：０．００１〜０５％未満。を含有し、さらに、Ｔａ、Ｎｂ、およびＴ１のうちの１種または２種以上：
０．０１〜３％。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％）を有することな特徴とするＣＯ基耐熱合金。（３１Ｃ：０．２％超〜１％。８ｉ：０．０１〜２％。Ｍｎ　：　０．０１〜２　％　。Ｃｒ：１８〜４０％。Ｎｉ　：　５〜２５％。ＭｏおよびＷのうちの１種または２ａｔ：０．１〜１２
％。Ｈｆ：Ｏ，ＯＯ１〜０．５％未満。を含有し、さらにＢおよびＺｒのうちの１ｍ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。（４１Ｃ：０．２％超〜１％。Ｓｉ：Ｏ，０１〜２％。Ｍｎ　：　０．０１〜２％。Ｃｒ：ｔｓ〜４０％。Ｎｉ　：　５〜２５％。ＭｏおよびＷのうちの１種または２種：０．１〜１２％
。Ｈｆ　：　０．００１〜０５％未満。を含有し、さらに、希土類元素：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。（５１Ｃ：０．２％超〜１％。Ｓｉ：ｏ、ｏｘ〜２％。Ｍｎ　：　０．０　１〜２％。Ｃｒ：１８〜４０％。Ｎｉ　：　５〜２５％。ＭＯおよびＷのうちの１種または２種：０．１〜１２　
％。Ｈｆ　：　０．００１〜０．５％未満。を含有し、さらＫ、Ｔａ、Ｎｂ、およびＴｉのうちの１種または２種以上：
０．０１〜３％。ＢおよびＺｒのうちの１種または２種：ｏ、ｏｏｓ〜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。（６１Ｃ：０．２％超〜１％８区　＝　００１〜２　％。Ｍｎ　：　０．０１〜２％。Ｃｒ：１８〜４０％。Ｎｉ　：　５〜２５％。ＭＯおよびＷのうちの１種または２ｍ：０．１〜１２％
。Ｈｆ　：　０．００１〜０．５％未満。を含有し、さらに、Ｔａ、Ｎｂ、およびＴ１　のうちの１種または２種以上
：０．０１〜３％。希土類元素：ｏ、ｏｏｓ〜０．１％。を含有し、残りがＣＯと不可避不純物からなる組成（以
上型ｉｔ％）を有することを特徴とするＣＯ基耐熱合金
。（７１Ｃ：０゜２壬超〜１％。Ｓｉ：０．０１〜２％。Ｍｎ：　０．０１〜２％。ｃｒ：ｉｓ　〜４０％。Ｎｉ　：　５〜２５％。ＭｏおよびＷのうちの１種または２種：０．１〜１２％
。Ｈｆ：０．００１〜０．５％未満。を含有し、さらに、Ｂおよび”ｌｒのうちの１種または２種：０．Ｏ０５〜
０．１　％。希土類元素：ｏ、ｏｏｓ〜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。（８１Ｃ：０．２％超〜１％。Ｓｉ：ｏ、ｏｘ〜２％。Ｍｎ２００１〜２％。Ｃｒ：１８〜４０％。Ｎｉ：５〜２５％。Ｍｏ　ｋ　ヨびＷのうち）ｌ　Ｍマタハ２ａｌ　：　０
．１〜１２％。ｌ−１ｆ　：　０．０　０　１　〜０．５　％未　満。を含有し、さらにＴａ、Ｎｂ、およびＴｉ　のうちの１ｓまたは２種以上
二００１〜３％。Ｂおよυ’Ｚｒのうちの１種または２種：０．００５〜
０．１％。希土類元素：０．００５〜０．１％。を含有し、残りがＣ８と不可避不純物からなる組成（以
上重量％）な有することを特徴とするＣｏ基耐熱合金。