JPS60228677A - 炭化チタンを使用した耐固体粒子浸食性の製品 - Google Patents
炭化チタンを使用した耐固体粒子浸食性の製品Info
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- JPS60228677A JPS60228677A JP60047595A JP4759585A JPS60228677A JP S60228677 A JPS60228677 A JP S60228677A JP 60047595 A JP60047595 A JP 60047595A JP 4759585 A JP4759585 A JP 4759585A JP S60228677 A JPS60228677 A JP S60228677A
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- Japan
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- high chromium
- titanium carbide
- solid particle
- coating
- product
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
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- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
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】
発明の背瑣
本発明は、内部に炭化チタン粒子を分散させて成る耐固
体粒子浸食性、耐腐食性かつ耐酸化性の被膜または物体
に関するものである。
体粒子浸食性、耐腐食性かつ耐酸化性の被膜または物体
に関するものである。
蒸気タービン装置においては、蒸気中に比較的小さな固
体粒子が存在してそれを汚染することがある。かかる固
体粒子は主として磁鉄鉱（Ｆｅ３０４）であると信じら
れていて、当業者はそれらを「湯あか」と呼ぶことがあ
る。これらの粒子は蒸気ボイラの管系およびそれに隣接
する配管に由来するものと考えられている。蒸気タービ
ンの起動時および通常運転時には、これらの粒子は蒸気
の流れにより蒸気タービン装置全体を通して運ばれる。
体粒子が存在してそれを汚染することがある。かかる固
体粒子は主として磁鉄鉱（Ｆｅ３０４）であると信じら
れていて、当業者はそれらを「湯あか」と呼ぶことがあ
る。これらの粒子は蒸気ボイラの管系およびそれに隣接
する配管に由来するものと考えられている。蒸気タービ
ンの起動時および通常運転時には、これらの粒子は蒸気
の流れにより蒸気タービン装置全体を通して運ばれる。
このような意味から、本明細閲中では蒸気が１汚染」さ
れていると言う。装置中の蒸気流路内に位置する部品は
固体粒子による浸食を受けるか、それは粒子の速度、蒸
気の圧力と温度、および蒸気流路内における部品の配置
に依存する。一般に、蒸気タービンの内部において高速
で回転するタービン羽根は固体粒子による浸食を受りる
が、同じことはノズル隔壁、仕切板および蒸気弁内の特
定区域についても言える。弁棒および弁体は直接に蒸気
流路内に位置していて、個々の弁開閉操作に際しては蒸
気が音速にも達するため固体粒子浸食による影響が著し
い。かかる固体粒子浸食の問題はそれらの弁部品の寿命
に重大な影響を及はづ゛。
れていると言う。装置中の蒸気流路内に位置する部品は
固体粒子による浸食を受けるか、それは粒子の速度、蒸
気の圧力と温度、および蒸気流路内における部品の配置
に依存する。一般に、蒸気タービンの内部において高速
で回転するタービン羽根は固体粒子による浸食を受りる
が、同じことはノズル隔壁、仕切板および蒸気弁内の特
定区域についても言える。弁棒および弁体は直接に蒸気
流路内に位置していて、個々の弁開閉操作に際しては蒸
気が音速にも達するため固体粒子浸食による影響が著し
い。かかる固体粒子浸食の問題はそれらの弁部品の寿命
に重大な影響を及はづ゛。
すなわち、現場で使用されている弁の中には、固体粒子
浸食のため、２〜３年の運転期間後に交換や再研磨を行
わなければならないものがあった。
浸食のため、２〜３年の運転期間後に交換や再研磨を行
わなければならないものがあった。
とは言え、蒸気タービン系統中の個々の弁の予想３−
寿命はその仙数多くの運転条件および装置特性に大きく
依存するから、個々の弁の寿命に関して断定的なことを
述べるのは必ずしも適確でない。
依存するから、個々の弁の寿命に関して断定的なことを
述べるのは必ずしも適確でない。
冶金学の分野においては、炭化チタンは極めて硬くかつ
多くの種類の摩耗に耐えるものとして十分に認められて
いる。実際、炭化チタンを鋼母材と共に使用することに
よって工具鋼被膜が形成されてきた。かかる被膜中の鋼
はマルテンサイト組織を有するもので、たとえば金属基
体上に比較的薄い層をプラズマ溶射することによって設
置することができる。■リス（Ｅ １ｌｉｓ）等の米国
特許第３８９６２４４号および同第３８８６６３７号の
明細山中には、かかる炭化チタンの工具鋼被膜が開示さ
れている。また、アメリカ合衆国ニューシャーシー州テ
ィントンフォールズ市所在のメタラージカル・インダス
トリーズ社（Ｍ ｅｔａｌ １ｕｒｏｉｃａｌＩ ｎｄ
ｕｓｔｒｉｅｓ Ｉ ｎｃ、 ）のティーコート（Ｔｉ
Ｃｏａｔ）Ｔ−９２に関するパンフレット中には、高ク
ロム合金母材中に炭化チタン粒子を分散させて成りかつ
プラズマ輸送アーク溶接法によって設置さ４− れる被膜または溶接物が開示されている。このティーツ
ー１〜丁−９２は１／８インチの厚さにまで設置するこ
とが可能であって、グリッドプラスト作業において使用
されるチル鋳鉄グリッドにＪ：る浸食性摩耗に耐える鋼
ライナとして使用することが推奨されている。メタラー
ジカル・インダストリーズ社のティーコートＴ−９３に
関する別のパンフレット中には、この炭化チタン被膜ま
たは溶接物がプラズマ輸送アーク溶接法によって３／１
６インチの厚さにまで設置されることが規定されている
。
多くの種類の摩耗に耐えるものとして十分に認められて
いる。実際、炭化チタンを鋼母材と共に使用することに
よって工具鋼被膜が形成されてきた。かかる被膜中の鋼
はマルテンサイト組織を有するもので、たとえば金属基
体上に比較的薄い層をプラズマ溶射することによって設
置することができる。■リス（Ｅ １ｌｉｓ）等の米国
特許第３８９６２４４号および同第３８８６６３７号の
明細山中には、かかる炭化チタンの工具鋼被膜が開示さ
れている。また、アメリカ合衆国ニューシャーシー州テ
ィントンフォールズ市所在のメタラージカル・インダス
トリーズ社（Ｍ ｅｔａｌ １ｕｒｏｉｃａｌＩ ｎｄ
ｕｓｔｒｉｅｓ Ｉ ｎｃ、 ）のティーコート（Ｔｉ
Ｃｏａｔ）Ｔ−９２に関するパンフレット中には、高ク
ロム合金母材中に炭化チタン粒子を分散させて成りかつ
プラズマ輸送アーク溶接法によって設置さ４− れる被膜または溶接物が開示されている。このティーツ
ー１〜丁−９２は１／８インチの厚さにまで設置するこ
とが可能であって、グリッドプラスト作業において使用
されるチル鋳鉄グリッドにＪ：る浸食性摩耗に耐える鋼
ライナとして使用することが推奨されている。メタラー
ジカル・インダストリーズ社のティーコートＴ−９３に
関する別のパンフレット中には、この炭化チタン被膜ま
たは溶接物がプラズマ輸送アーク溶接法によって３／１
６インチの厚さにまで設置されることが規定されている
。
かかる先行技術によって開示された炭化チタン被膜を蒸
気タービン部品（特に弁部品）の耐浸食層として使用す
ることは、かがる先行技術によって開示された被膜厚さ
の制限の点から見て適当でない。他方、炭化チタン被膜
よりも耐固体粒子浸食性に優れていることが実験的に証
明されている別種の被膜（たとえば炭化クロム被膜）も
ある。
気タービン部品（特に弁部品）の耐浸食層として使用す
ることは、かがる先行技術によって開示された被膜厚さ
の制限の点から見て適当でない。他方、炭化チタン被膜
よりも耐固体粒子浸食性に優れていることが実験的に証
明されている別種の被膜（たとえば炭化クロム被膜）も
ある。
しかるに、更に実験を続けたところ、ある種の炭化チタ
ン被膜または付着層は炭化クロム被膜Ｊ：すも厚く設置
し得ることが証明された。換言すれば、弁部品上に厚い
炭化チタン層を設置した場合には、耐浸食性のより大き
い炭化クロムの薄い層を設置した場合に比べて部品の寿
命は実質的に長くなるのである。更に、炭化チタン層に
おいて耐摩耗性を得るための要点は硬質の耐摩耗性母材
中に炭化チタンを一様に分散させる点にあることも従来
の文献中に開示されている。また、炭化チタンは密度が
非常に小さいから、溶融状態の付着層中において炭化チ
タンは表面に浮遊する傾向があることも当業界において
認められている。加えて、炭化チタン同士を結合してい
る母材は炭化チタン粒子に比べて優先的に浸食を受ける
ことも冶金学者によって証明されている。これらの点を
考慮すればわかる通り、特定の炭化チタン表面層の耐固
体粒子浸食性は、炭化チタン粒子を金属基体に付着させ
るために使用される方法および炭化チタン粒子同士を結
合する母材の耐摩耗性に依存する。勿論、被膜中に炭化
チタンが一様に分散する程度は設置方法によって決まる
。
ン被膜または付着層は炭化クロム被膜Ｊ：すも厚く設置
し得ることが証明された。換言すれば、弁部品上に厚い
炭化チタン層を設置した場合には、耐浸食性のより大き
い炭化クロムの薄い層を設置した場合に比べて部品の寿
命は実質的に長くなるのである。更に、炭化チタン層に
おいて耐摩耗性を得るための要点は硬質の耐摩耗性母材
中に炭化チタンを一様に分散させる点にあることも従来
の文献中に開示されている。また、炭化チタンは密度が
非常に小さいから、溶融状態の付着層中において炭化チ
タンは表面に浮遊する傾向があることも当業界において
認められている。加えて、炭化チタン同士を結合してい
る母材は炭化チタン粒子に比べて優先的に浸食を受ける
ことも冶金学者によって証明されている。これらの点を
考慮すればわかる通り、特定の炭化チタン表面層の耐固
体粒子浸食性は、炭化チタン粒子を金属基体に付着させ
るために使用される方法および炭化チタン粒子同士を結
合する母材の耐摩耗性に依存する。勿論、被膜中に炭化
チタンが一様に分散する程度は設置方法によって決まる
。
マル（Ｍａｌ）の米国特許第４１９４９１０号明細書中
には、炭化チタン添加剤を含む焼結粉末金属製品が開示
されている。この特許明細書中に開示されているのは、
１０（重量）％のＣｒ、２．９（重量）％の冷、０．８
５（重量）％のＣおよび残部の鉄を含有する鋼母材によ
って結合された炭化チタン粒子である。また、プリル（
Ｐｒｉｌｌ）等の米国特許第３７１５７９２号明細書中
には、高クロム合金母材中に４５（容量）％のＴｉメを
含有する、粉末冶金技術によって焼結された耐摩耗性合
金が開示されている。ここに開示された母材の１種は２
０（重量）％のＣｒ、０．８’（重量）％のＣおよび残
部の鉄を含有している。このような組成を用いた特定の
実施例においては、製造された合金を焼なましすること
によってスフエロイダイトを含有する顕微鏡組織が生成
され、次いでそれを焼入れすることによってマルテンサ
イト母材が得られている。その他の従来文献中にはまた
、焼入れ母材中に分散させた各種の炭化チタン合金がジ
ェットの燃料ポンプや弁座に見られるような浸−／− 食に耐えることも述べられている。しかしながら、これ
らの従来文献中には用材の化学組成や合金の組成が明確
に規定されておらず、また合金の処理法や得られた合金
の冶金学的結晶構造も詳述されていない。
には、炭化チタン添加剤を含む焼結粉末金属製品が開示
されている。この特許明細書中に開示されているのは、
１０（重量）％のＣｒ、２．９（重量）％の冷、０．８
５（重量）％のＣおよび残部の鉄を含有する鋼母材によ
って結合された炭化チタン粒子である。また、プリル（
Ｐｒｉｌｌ）等の米国特許第３７１５７９２号明細書中
には、高クロム合金母材中に４５（容量）％のＴｉメを
含有する、粉末冶金技術によって焼結された耐摩耗性合
金が開示されている。ここに開示された母材の１種は２
０（重量）％のＣｒ、０．８’（重量）％のＣおよび残
部の鉄を含有している。このような組成を用いた特定の
実施例においては、製造された合金を焼なましすること
によってスフエロイダイトを含有する顕微鏡組織が生成
され、次いでそれを焼入れすることによってマルテンサ
イト母材が得られている。その他の従来文献中にはまた
、焼入れ母材中に分散させた各種の炭化チタン合金がジ
ェットの燃料ポンプや弁座に見られるような浸−／− 食に耐えることも述べられている。しかしながら、これ
らの従来文献中には用材の化学組成や合金の組成が明確
に規定されておらず、また合金の処理法や得られた合金
の冶金学的結晶構造も詳述されていない。
発明の目的
本発明の目的の１つは、蒸気タービン部品用の耐固体粒
子浸食性被膜を提供することにある。
子浸食性被膜を提供することにある。
また、蒸気タービンの蒸気流路内において使用すべぎ耐
固体粒子浸食性部品を提供することも本発明の目的の１
つである。
固体粒子浸食性部品を提供することも本発明の目的の１
つである。
発明の概要
本発明の実施の一態様に従って述べれば、汚染粒子がも
たらす固体粒子に暴露される表面隣接領域を有しかつそ
の表面隣接領域を少なくとも０゜２５インチの深さにま
で被覆している炭化チタン被膜を含む耐固体粒子浸食性
の製品が提供される。
たらす固体粒子に暴露される表面隣接領域を有しかつそ
の表面隣接領域を少なくとも０゜２５インチの深さにま
で被覆している炭化チタン被膜を含む耐固体粒子浸食性
の製品が提供される。
かかる炭化チタン被膜は、高クロム白銑母材中に比較的
一様に分散させた約３０〜５０（重量）％の炭化チタン
粒子を含有している。かがる被膜は８− また、オーステナイトまたはマルテンサイｉ〜の結晶構
造を示さない実質的に均質な凝集体である。
一様に分散させた約３０〜５０（重量）％の炭化チタン
粒子を含有している。かがる被膜は８− また、オーステナイトまたはマルテンサイｉ〜の結晶構
造を示さない実質的に均質な凝集体である。
上記の母材は約１５〜３０（重量）％のクロムおよび約
１．５〜５（重量）％の炭素を含有し、かつ残部は主と
して鉄である。上記の被膜はまた、金属組織学的に確認
可能な量の高クロム含量Ｍ ｙＣ３炭化物をも包含して
いる。本発明の別の実施の態様に従えば、蒸気タービン
装置中を流れる汚染蒸気がもたらす固体粒子浸食に暴露
される表面隣接領域を持った粉末金属の合体物から成る
製品が提供される。この場合、上記合体物の表面隣接領
域の組成は炭化チタン被膜の組成と本質的に同じである
。
１．５〜５（重量）％の炭素を含有し、かつ残部は主と
して鉄である。上記の被膜はまた、金属組織学的に確認
可能な量の高クロム含量Ｍ ｙＣ３炭化物をも包含して
いる。本発明の別の実施の態様に従えば、蒸気タービン
装置中を流れる汚染蒸気がもたらす固体粒子浸食に暴露
される表面隣接領域を持った粉末金属の合体物から成る
製品が提供される。この場合、上記合体物の表面隣接領
域の組成は炭化チタン被膜の組成と本質的に同じである
。
本発明の要旨は、前記特許請求の範囲中に詳細かつ明確
に指摘されている。とは言え、本発明それ自体並びに上
記以外の目的や利点は添付の図面を参照しながら以下の
説明を読むことによって最も良く理解できよう。
に指摘されている。とは言え、本発明それ自体並びに上
記以外の目的や利点は添付の図面を参照しながら以下の
説明を読むことによって最も良く理解できよう。
３、発明の詳細な説明
一般的に言えば、本発明は蒸気タービン部品において見
られるような固体粒子浸食に耐える炭化チタン組成物に
関する。実施の一態様に従えば、かかる蒸気タービン部
品は（ａ ）蒸気タービン装置中を流れる汚染蒸気がも
たらす固体粒子浸食に暴露される表面隣接領域を持った
金属基体および（ｂ）その基体の表面隣接領域上に設置
された炭化チタン被膜から成る。なお、本明細書中で使
用される「被膜」および「層」という用語は同義である
。上記の被膜は、高クロム白銑母材中に比較的一様に分
散させた約３０〜５０（重量）％の炭化チタン粒子を含
有している。
られるような固体粒子浸食に耐える炭化チタン組成物に
関する。実施の一態様に従えば、かかる蒸気タービン部
品は（ａ ）蒸気タービン装置中を流れる汚染蒸気がも
たらす固体粒子浸食に暴露される表面隣接領域を持った
金属基体および（ｂ）その基体の表面隣接領域上に設置
された炭化チタン被膜から成る。なお、本明細書中で使
用される「被膜」および「層」という用語は同義である
。上記の被膜は、高クロム白銑母材中に比較的一様に分
散させた約３０〜５０（重量）％の炭化チタン粒子を含
有している。
第１図は、炭化チタン被膜が実質的に均質な凝集体であ
ることを示す顕微鏡写真（１００Ｘ）である。図中には
、様々な粒度および形状の炭化チタン粒子１０．１２お
よび１４が示されている。
ることを示す顕微鏡写真（１００Ｘ）である。図中には
、様々な粒度および形状の炭化チタン粒子１０．１２お
よび１４が示されている。
参照番号１６によって示される高クロム内鉄母材は、炭
化チタン粒子同士を結合すると同時に、蒸気タービン部
品の金属基体に凝集体を結合している。なお、かかる炭
化チタン被膜は蒸気タービン部品の表面隣接領域を少な
くとも０．２５インチの深さにまで被覆していることが
好ましい。
化チタン粒子同士を結合すると同時に、蒸気タービン部
品の金属基体に凝集体を結合している。なお、かかる炭
化チタン被膜は蒸気タービン部品の表面隣接領域を少な
くとも０．２５インチの深さにまで被覆していることが
好ましい。
第２図は、同じ炭化チタン組成物の倍率４００Ｘの顕微
鏡写真である。炭化チタン粒子２０および２２が高クロ
ム白銑母材中に分散している。粒子２０は参照番号２４
によって示される金属組織学的な汚染物を含むものと信
じられる。参照番号２６は炭化ヂタン絹成中の気孔また
は空隙を指すが、これは粉末金属の合体が不完全である
ことに由来するものである。参照番号３０は金属組織学
的に確認可能な高クロム含量Ｍ７Ｃ３炭化物を示してい
る。Ｍ７ Ｃ３炭化物とは当業者にとって周知である１
群の化合物を指すのであって、詳しく言えば、Ｃｒ７Ｃ
３、Ｃｒ４Ｆθ３Ｃ３、Ｃｒ５Ｆθ２Ｃ３またはＣｒ＋
ＡｅＣ３（式中の△は未特定の元素である）のごとき炭
化物が挙げられる。Ｍ７Ｃ３炭化物はまた、式ＣＴＸ
Ａｙ Ｃ３（ただし、Ｘ −１−Ｖ ＝７である）によ
っても表わされる。
鏡写真である。炭化チタン粒子２０および２２が高クロ
ム白銑母材中に分散している。粒子２０は参照番号２４
によって示される金属組織学的な汚染物を含むものと信
じられる。参照番号２６は炭化ヂタン絹成中の気孔また
は空隙を指すが、これは粉末金属の合体が不完全である
ことに由来するものである。参照番号３０は金属組織学
的に確認可能な高クロム含量Ｍ７Ｃ３炭化物を示してい
る。Ｍ７ Ｃ３炭化物とは当業者にとって周知である１
群の化合物を指すのであって、詳しく言えば、Ｃｒ７Ｃ
３、Ｃｒ４Ｆθ３Ｃ３、Ｃｒ５Ｆθ２Ｃ３またはＣｒ＋
ＡｅＣ３（式中の△は未特定の元素である）のごとき炭
化物が挙げられる。Ｍ７Ｃ３炭化物はまた、式ＣＴＸ
Ａｙ Ｃ３（ただし、Ｘ −１−Ｖ ＝７である）によ
っても表わされる。
フエライ１〜（Ｆｅ）は第２図中の参照番８３２によっ
て示されている。当業界において周知の通り、高クロム
白銑ｆｆｌ ＋４は高クロム含ｆ１Ｍ７（，３炭化物−
’ｌ １ − ３０およびフェライト３２の両方を包含するものと考え
られる。
て示されている。当業界において周知の通り、高クロム
白銑ｆｆｌ ＋４は高クロム含ｆ１Ｍ７（，３炭化物−
’ｌ １ − ３０およびフェライト３２の両方を包含するものと考え
られる。
高クロム白鉄用材は約１５〜３０（重量）％のクロムお
よび約１．５〜５（重量）％の炭素を含有し、かつ残部
は主どして鉄である３、かかる母材はまた、表示量の出
および表示量のＷ並びに当業者にとって周知であるその
他の痕跡元素を含有することもある。母材は炭化チタン
粒子に比べて優先的に浸食を受けるから、クロムおよび
炭素の吊はかかる組成物にとって重要である。なお、一
部の当業者はこのＪ：うな母材を高クロｌ＼・白銑と呼
んでいる。
よび約１．５〜５（重量）％の炭素を含有し、かつ残部
は主どして鉄である３、かかる母材はまた、表示量の出
および表示量のＷ並びに当業者にとって周知であるその
他の痕跡元素を含有することもある。母材は炭化チタン
粒子に比べて優先的に浸食を受けるから、クロムおよび
炭素の吊はかかる組成物にとって重要である。なお、一
部の当業者はこのＪ：うな母材を高クロｌ＼・白銑と呼
んでいる。
少なくとも０．２５インチの深さの炭化チタン被膜を得
るための方法としては、粉末金属合体技術を使用Ｊ−る
ことか好ましい。かかる合体技術の１つは、粉末金属の
熱間等圧圧縮として当業界で知られている。第１および
２図に示された炭化チタン組成物は粉末金属合体技術に
よって製造されたものである。炭化チタン粒子の好適な
含量範囲は３０〜４０（重量）％である。炭化チタン粒
子１２− の含量が５０（重量）％を越えると、得られる組成物は
極めて脆くなるため、取扱い、機械加工および蒸気ター
ビン部品としての使用が困難になることが実験的に証明
されている。粉末金属合体技術の一例どしては、２２０
０丁および１５ｋｓｉの条件下に於【プる熱間等圧圧縮
が挙げられる。この合体技術によれば粉末金属は焼結さ
れるが、得られる実質的に均質な凝集体は第２図に見ら
れるごとくオーステナイトまたはマルテンサイトの結晶
構造を実質的に示さない。先行技術に対するこのような
相違点は、母材中のフェライトおよびＭ７Ｃ３炭化物が
組成物全体としての耐固体粒子浸食性に著しく寄与する
と信じられることから考えて重要である。当業界におい
て周知のごとく、粉末金属合体技術に従って炭化チタン
組成物を金属基体上に設置することもできるし、また炭
化チタン組成物を合体させてから蒸気タービン部品に機
械加工することもできる。上記の場合と実質的に同じ炭
化チタン組成物のプラズマアーク溶接物を粉末金属合体
物と比較する実験を行ったところ、固体粒子浸食試験に
際して顕署な差異は認められイｔかった。イ１お、望ま
しい耐固体粒子浸食性を持った蒸気タービン部品を寄る
ためには、被膜まｌ〔は粉末金属合体物中に炭化チタン
粒子を一様に分散さｔ！なければならないものと信じら
れる。
るための方法としては、粉末金属合体技術を使用Ｊ−る
ことか好ましい。かかる合体技術の１つは、粉末金属の
熱間等圧圧縮として当業界で知られている。第１および
２図に示された炭化チタン組成物は粉末金属合体技術に
よって製造されたものである。炭化チタン粒子の好適な
含量範囲は３０〜４０（重量）％である。炭化チタン粒
子１２− の含量が５０（重量）％を越えると、得られる組成物は
極めて脆くなるため、取扱い、機械加工および蒸気ター
ビン部品としての使用が困難になることが実験的に証明
されている。粉末金属合体技術の一例どしては、２２０
０丁および１５ｋｓｉの条件下に於【プる熱間等圧圧縮
が挙げられる。この合体技術によれば粉末金属は焼結さ
れるが、得られる実質的に均質な凝集体は第２図に見ら
れるごとくオーステナイトまたはマルテンサイトの結晶
構造を実質的に示さない。先行技術に対するこのような
相違点は、母材中のフェライトおよびＭ７Ｃ３炭化物が
組成物全体としての耐固体粒子浸食性に著しく寄与する
と信じられることから考えて重要である。当業界におい
て周知のごとく、粉末金属合体技術に従って炭化チタン
組成物を金属基体上に設置することもできるし、また炭
化チタン組成物を合体させてから蒸気タービン部品に機
械加工することもできる。上記の場合と実質的に同じ炭
化チタン組成物のプラズマアーク溶接物を粉末金属合体
物と比較する実験を行ったところ、固体粒子浸食試験に
際して顕署な差異は認められイｔかった。イ１お、望ま
しい耐固体粒子浸食性を持った蒸気タービン部品を寄る
ためには、被膜まｌ〔は粉末金属合体物中に炭化チタン
粒子を一様に分散さｔ！なければならないものと信じら
れる。
前記特許請求の範囲は、当業者にとって容易に明らかと
なる変更例おＪ：び同等物の全てを包括することを意図
したものである。
なる変更例おＪ：び同等物の全てを包括することを意図
したものである。
第１図は本発明の実施の一態様に基づく炭化チタン組成
物の金属組織断面の顕微鏡写真（倍率１００Ｘ）、そし
て第２図は同じ炭化チタン組成物の金属組織断面の顕微
鏡写真（倍率４００Ｘ）である。 図中、１０．１２おＪ：び１４は炭化ヂタン粒子、１６
は高クロム内鉄母材、２０および２２は炭化ヂタン粒子
、２６は気孔または空隙、３０は高クロム含１１Ｍ７ｃ
３炭化物、そして３２はフエライ１〜を表ねり。 １５− ＦｉＧ、１ ＋００Ｘ
物の金属組織断面の顕微鏡写真（倍率１００Ｘ）、そし
て第２図は同じ炭化チタン組成物の金属組織断面の顕微
鏡写真（倍率４００Ｘ）である。 図中、１０．１２おＪ：び１４は炭化ヂタン粒子、１６
は高クロム内鉄母材、２０および２２は炭化ヂタン粒子
、２６は気孔または空隙、３０は高クロム含１１Ｍ７ｃ
３炭化物、そして３２はフエライ１〜を表ねり。 １５− ＦｉＧ、１ ＋００Ｘ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、（ａ）蒸気タービン装置中を流れる汚染蒸気がもた
らす固体粒子浸食に暴露される表面隣接領域を持った金
属基体および（ｂ）前記基体の前記表面隣接領域上に設
置された炭化チタン被膜から成っていて、前記被膜は高
クロム白鉄母材中に分散させた約３０〜５０（重量）％
の炭化チタンイ粒子ゲを含有しかつ前記被膜はオーステ
ナイトまたはマルテンサイトの結晶構造を実質的に示さ
ない実質的に均質な凝集体であることを特徴とする、蒸
気タービン装置の耐固体粒子浸食性部品としての製品。 ２、前記被膜が前記表面隣接領域を少なくとも０．２５
インチの深さにまで被覆している特許請求の範囲第１項
記載の製品。 ３、前記高クロム内鉄母材が約１５〜３０（重量）％の
Ｃｒおよび約１．５〜５（重■）％のＣを含有しかつ残
部が主として鉄である特許請求の範囲第１または２項記
載の製品。 ４、前記高クロム内鉄母材が公称量のＭｏおよび公称量
のＷ並びにその他の痕跡元素を含有する特許請求の範囲
第３項記載の製品。 ５、前記高クロム内鉄母材が金属組織学的に確認可能な
吊の高クロム含ｆｆ１Ｍ７ｃ３炭化物を包含する特許請
求の範囲第３項記載の製品。 ６、蒸気タービン装置中を流れる汚染蒸気がもたらす固
体粒子浸食に暴露される表面隣接領域を持った粉末金属
の合体物から成っていて、前記表面隣接領域は高クロム
白鉄母材中に分散させた約３０〜５０（重量）％の炭化
チタン粒子を含有しかつ前記表面隣接領域はオーステナ
イトまたはマルテンサイトの結晶構造を実質的に示さな
い実質的に均質な凝集体であることを特徴とする、蒸気
タービン装置の耐固体粒子浸食性部品としての製品。 ７、前記高クロム内鉄母材が約１５〜３０（ｆｆｉ１２
ｍ＞ ％（ＤＣｒオヨ（ｆ約１ 、５〜５ （ｆｆｌｆ
ｆｉ） ％（７）Ｃ金含有しかつ残部が主として鉄であ
る特許請求の範囲第６項記載の製品。 ８、前記高クロム内鉄母材が公称量の出および公称量の
Ｗ並びにその他の痕跡元素を含有する特許請求の範囲第
７項記載の製品。 ９、前記高クロム内鉄母材が金属組織学的に確認可能な
量の高クロム含量Ｍ７ｃ３炭化物を包含する特許請求の
範囲第７項記載の製品。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US58840784A | 1984-03-12 | 1984-03-12 | |
| US588407 | 1984-03-12 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2099489A Division JPH0317246A (ja) | 1984-03-12 | 1990-04-17 | 炭化チタンを使用した耐固体粒子浸食性の製品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60228677A true JPS60228677A (ja) | 1985-11-13 |
| JPH0247521B2 JPH0247521B2 (ja) | 1990-10-22 |
Family
ID=24353719
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60047595A Granted JPS60228677A (ja) | 1984-03-12 | 1985-03-12 | 炭化チタンを使用した耐固体粒子浸食性の製品 |
| JP2099489A Pending JPH0317246A (ja) | 1984-03-12 | 1990-04-17 | 炭化チタンを使用した耐固体粒子浸食性の製品 |
Family Applications After (1)
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|---|---|---|---|
| JP2099489A Pending JPH0317246A (ja) | 1984-03-12 | 1990-04-17 | 炭化チタンを使用した耐固体粒子浸食性の製品 |
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|---|---|
| JP (2) | JPS60228677A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0317246A (ja) * | 1984-03-12 | 1991-01-25 | General Electric Co <Ge> | 炭化チタンを使用した耐固体粒子浸食性の製品 |
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| JP7100320B2 (ja) * | 2018-08-07 | 2022-07-13 | 国立大学法人広島大学 | Ｆｅ基焼結体、Ｆｅ基焼結体の製造方法、および熱間プレス用金型 |
Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPS59118852A (ja) * | 1982-12-27 | 1984-07-09 | Tatsuro Kuratomi | 焼結硬質合金複合高速度鋼およびその製造法 |
| JPS59126752A (ja) * | 1983-01-07 | 1984-07-21 | Taiho Kogyo Co Ltd | 鉄系摺動材料およびその製法 |
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|---|---|---|---|---|
| KR920007849B1 (ko) * | 1984-03-12 | 1992-09-18 | 제네랄 일렉트릭 캄파니 | 티타늄 카바이드를 사용한 고체 입자 내식성 제품 |
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1985
- 1985-03-11 KR KR1019850001529A patent/KR920007849B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1985-03-12 IT IT19863/85A patent/IT1184979B/it active
- 1985-03-12 JP JP60047595A patent/JPS60228677A/ja active Granted
-
1990
- 1990-04-17 JP JP2099489A patent/JPH0317246A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| IT1184979B (it) | 1987-10-28 |
| IT8519863A0 (it) | 1985-03-12 |
| KR850007102A (ko) | 1985-10-30 |
| JPH0247521B2 (ja) | 1990-10-22 |
| KR920007849B1 (ko) | 1992-09-18 |
| JPH0317246A (ja) | 1991-01-25 |
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