JPS60262934A - Ｃｏ基耐熱合金 - Google Patents

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Ｋ、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圧すぐれた性能を長期
に亘って発揮するＣＯ基耐熱合金に関するものである。

〔従来の技術〕

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１７００
　ｒ、ｐ、＋ｕ程度の回転数で高速回転１．て、前記ス
ピナーの側壁にそって放射状圧穿膜した多数の細孔から
溶融ガラスを遠心力にて噴出させろことＫ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チＣｒ−１３％Ｎ
ｉ−１０％Ｗ−１，５％’［ａ　−（：ｏからなる組成
をもったＣＯ基耐熱合金がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、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比教的早期に、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。

〔問題点を解決するための手段〕

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
究を行なった結果、重量％でＣ以下チは重量％を示す）
、 ｃ：ｏ、ｏｉ〜１％。

ＳｉおよびＭｎのうちの１種または２種：０．０１〜２
％。

Ｃｒ：１５〜４０９６゜ Ｎｉ：５〜３５チ。

ＷおよびＭｏのうちの１種または２種：ｏｌ〜１５チ。

Ｈｆ：０．０１〜５チ ＡＪ：０．０１〜３　チ。

を含有し、さらに必要に応じて、 （４）’ｌ’ａ　＋　Ｎｂ、およびＴｉのうちの１種ま
たは２種以上二００１〜５％。

（８）　ＢおよびＺｒのうちの１種または２種二０．０
０５〜０．１チ。

（Ｃ１希土類元素：　０．００５〜０．１　％。

以上囚〜（Ｃ）のうちの１種または２種以上を含有し、
金、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
た耐潜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。

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。

ａｌ　Ｃ Ｃ成分には、素地に固溶するヲマか、Ｃｒ＋Ｗ、Ｍｏ。

およびＨｆ　、さらＫ　Ｔａ　、　ＮｂおよびＴｉ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、さら罠溶
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Ｋ
なることから、その含有量を０．０１〜１チと定めた。

（ｂ＋　ｓ：およびＭｎ これらの成分には、脱酸作用があるので、合金溶製には
不可欠の成分であるが、その含有量カー〇〇１ｓ未満で
は所望の脱酸をはかることカーできず、一方２チを越え
て含有させても脱酸効果カー飽和するばかりでなく、合
金特性に劣化傾向カー現われるようになることから、そ
の含有量を００１〜２チと定めた。

（ｃｌ　Ｃｒ Ｃｒ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
５チ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チ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Ｋなることから、その
含有量を１５〜４０チと定めた。

（ｄ）Ｎｉ Ｎｉ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チ未満では前記作用に所望の効果が得られず
、一方３５％を超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５〜３５チと定め
た。

（ｅ）　ＷおよびＭＯ これらの成分圧は、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Ｍ２Ｓ・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、その含有量が０．１１未満では
前記作用に所望の効果が得られず、一方１５チを越えて
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ｏ、　ｉ〜１５チと定めた。

（ｆｌ　Ｈｆ Ｈｆ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０．０１％未満では前記作用
に所望の効果が得られず、一方５チ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０．０１〜５チと定めた。

（ｇ）　Ａｇ Ｍ成分には、合金の高温耐酸化性を一段と向上させる作
用があるが、その含有量がｏ、ｏｉ％未満では所望の高
温耐酸化性向上効果が得られず、一方３ｑｂを越えて含
有させると、合金の靭性に劣化傾向が現われるようＫな
ることから、その含有量を０．０１〜３チと定めた。

（ｈ）　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チ未満では前記作用に所望の向上効果が得られず、
一方５チ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０．０１〜５嗟と定め
た。

ｔｉ＋ 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０００５−未満では所望の高温
強度向上効果が得られず、一方０．１％を越えて含有さ
せると、靭性が低下するよう忙なることから、その含有
量を０．００５〜０１チと定めた。

（ｊ）　希土類元素 希土類元素には、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ので、特にすぐれ
た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ｏ、ｉ９６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５になる
ことから、その含有量を０．００５〜０１％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ＫＦｅに関しては１．３％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チ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Ｋ、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。

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１〜４２　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：　７　ｍ　９３　Ｘ平行部長さ＝５
０■×チャック部外径：２５■ダ×全長：９０＋ｗの寸
法をもった試験片素材に鋳造した。

ついで、この試験片素屑、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、雰囲気工大気中、加熱温度：１．１００℃、付
加荷重比カニ３．５Ｋｆ／−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＝１ｏ■グ×高さ：　Ｉ　Ｃｏｍ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、１ｏサイクルを行なった後の酸化瀘貴を測
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
試験片素材より浸漬部寸法が直径＝６■グ×長さ：１６
ｍとなる試験片を切出し、この試験片を、温度１１２０
℃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。これ
らの測定結果を第２表に示した。

〔発明の効果〕

第２−表に示される結果から、本発明Ｃｏ基耐熱合金は
、従来Ｃｏ基耐熱合金罠比して、一段とすぐれた高温耐
酸化性および高温強度を有し、さらにすぐれた耐溶融ガ
ラス侵食性を具備することが明らかである。

上述のよ５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 (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｆｉｌ　ｅ　：　０．０１〜１チ。 ３ｉおよびＭｎのうちの１種または２種二００１〜２％
   。 Ｃｒ：１５〜４０％。 Ｎｉ：５〜３５％。 ＷおよびＭＯのうちの１種または２種：０１〜１５％。 ）１ｆ：０．０１〜５％。 Ａｇ：０．０１〜３チ。 を含有し、残りがＣＯと不可避不純物からなる組成（以
   上型−１４）を有することを特徴とするＣｏ基耐熱合金
   。 （２１Ｃ：　０．０１〜エチ。 ＳｉおよびＭｎのうちの１種または２種二００１〜２％
   。 Ｃｒ：１５〜４０％。 Ｎｉ：５〜３５チ。 ＷおよびＭｏのうちの１種または２種二０１〜１５チ。 Ｈｆ　：　０．０１〜５チ。 Ｍ：　０．０１〜３チ。 を含有し、さら忙、 Ｔａ１Ｎｂｌ　およびＴｉのうちの１種または２種以上
   ：０．０１〜５チ。 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。 （３）Ｃ：０．０１〜１チ。 ３ｉおよびＭｎのうちの１種または２種：０．０１〜２
   ％。 Ｃｒ：　１５〜４０　％。 Ｎｊ：５〜３５チ。 ＷおよびＭＯのうちの１種または２種＝０１〜１５　チ
   。 Ｈｆ：０．０１〜５　憾。 Ｍ：０．０１　〜３　チ。 を含有し、さらＫ、 ＢおよびＺｒのうちの１種または２種二０００５〜０．
   １俤。 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およびＭｎのうちの１種または２種：０．０１〜２
   チ。 Ｃｒ：１５〜４０％。 Ｎｉ：５〜３５チ。 ＷおよびＭＯのうちの１種または２種：０．１〜１５チ
   。 Ｈｆ：０．０１〜５％。 Ａｇ：０．０１〜３％。 を含有し、さらに、 希土類元素：Ｏ，ＱＯ５〜０．１％。 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。 ＋５）Ｃ：００１〜１チ。 ＳｌおよびＭｎのうちの１種または２種−００１〜２チ
   。 Ｃｒ：１５〜４０％。 Ｎｉ：５〜３５チ。 ＷおよびＭＯのうちの１種または２種二０１〜１５チ。 Ｈｆ：０．０１〜５％。 Ｍ：ｏ、ｏｉ〜３％。 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＝００１〜５チと、 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。 ＋６１　Ｃ：　０．０　１　〜１　チ。 ＳｉおよびＭｎのうちの１種または２種：０．０１〜２
   チ。 Ｃｒ：１５〜４０％。 Ｎｉ：５〜３５％。 ＷおよびＭｏのうちの１種または２種二０．１〜１５％
   。 Ｈｆ：０．０１〜５％。 Ａ１＋：０．０１〜３％。 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
   ：０．０１〜５チと。 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。 （力　Ｃ：０．０１〜１　チ。 ＳｉおよびＭｎのうちの１種または２種：ｏ、ｏｉ〜２
   チ。 Ｃｒ：１５〜４０％。 Ｎｉ：　５〜３５ｅＩ）。 ＷおよびＭＯのうちの１種または２種二０１〜１５チ。 Ｈｆ：０．０１　〜５　％。 Ｍ：０．０１〜３％。 を含有し、さらＫ ＢおよびＺｒのうちの１種または２種二０．００５〜０
   ．１チと。 希土類元素：０．００５〜０．１憾。 を含有し、残りがＣＯと不可避不純物からなる組成ｃ以
   上重量％）を有することを特徴とするＣＯ基耐熱合金。 （８１Ｃ：０．０１〜１％。 ＳｉおよびＭｎのうちの１種または２種二００１〜２％
   。 Ｃｒ：　１５〜４０　％。 Ｎｉ：５〜３５チ。 ＷおよびＭＯのうちの１種または２ｆｌ：０．１〜１５
   チ。 ）（ｆ：０．０１〜５％。 ＡＪ：０．０１〜３　チ。 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：ｏ、ｏｉ〜５チと、 ＢおよびＺｒのうちの１種または２種＝０．００５〜０
   ．１％と。 希土類元素：０．００５〜０．１チ。 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。