JPS60262935A - ガラス繊維成形スピナ−用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５高靭性並びに、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にすぐ
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Ｋ１００Ｏ℃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とと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−１０ｆｂＷ　−１，５％Ｔａ−Ｃｏ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、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。

〔問題点を解決するだめの手段〕

そこで１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５重量％で（以下チは重量％を示す）
。

Ｃ：０．０１〜０２％。

ＳｌおよびＭｎのうちの１種または２種：０．０１〜２
チ。

Ｃｒ：　ｌ　Ｂ　〜４　０　ｓ。

Ｎ１：　５〜２５　チ。

ＭｏおよびＷのうちの１種または２種：０，１〜１２チ
。

Ｈｆ：０．ＯＯ１〜０．５−未満。

を含有し、さらに必要に応じて。

囚　Ｔａ、Ｎｂ、およびＴ１のうちの１種または２種以
上。

０３）　ＢおよびＺｒのうちの１種または２種：０．０
０５〜０．１％。

（Ｃ）　希土類元素：０．００５〜０１チ。

以上囚〜（Ｃ）のうちの１８１または２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Ｃ。

基合金は、高靭性、並びに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
シでなく、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。

（ａ）　Ｃ Ｃ成分には、素地に固溶するほか、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏｌお
よびＨｆ、さらＫＴａ、　Ｎｂ　、　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
化する作用があるが、その含有量が０．０１１未満では
前記作用に所望の効果が得られず、一方０．２チを越え
て含有させると高靭性を確保することが困難になること
から、その含有量を０．０１〜０２チと定めた。

（ｂ）　Ｓｉ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、その含有量が０、０１１未満で
は所望の脱酸をはかることができず、一方２チを越えて
含有させても脱酸効果が飽和するばかりでなく１合金特
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。

（ｃ）　Ｃｒ ｃｒ酸成分、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になることから、その
含有量を１８〜４０チと定めた。

（ｄ）　Ｎｉ Ｎ１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％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チと定
めた。

（ｅ）　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５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０１チ未満では前記
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Ｏ
，１〜１２％と定めた。

（ｆ）　）ｎ Ｈｆには、耐溶融ガラス侵食性を向上させる作用がある
が５その含有量が０００１％未満では前記作用に所望の
効果が得られないので、０．００１１以上の含有が必要
である。しかし０５％以上含有させてもある種の条件下
ではより一層の向上効果が現われないことから、その含
有量を０００１〜０５チ未満と定めた。

（ｇ）　Ｔａ、Ｎｂ、およびＴ１ これらの成分には、Ｈｆとの共存においで、高融点炭化
物であるＭ　Ｃ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３％を越えて含有させてもよシ一
層の向上効果は得られないことから、その含有量を０．
０１〜３チと定めた。

（ｈ）　ＢおよびＺｒ これらの成分には５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Ｏ，ＯＯ５％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Ｋなることから、その含有
量を０００５〜０１チと定めた。

（ｉ）　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ｏ、　ｏ　Ｏ
５’Ａ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
傾向が現われるようになることから、その含有量をＯ，
ＯＯ５〜０１％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、特にＦｅに関しては、３チ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〕

つぎに、この発明のＣｏ基耐熱合金を実施例にょシ具体
的に説明する。

通常の溶解法によシそれぞれ第１表に示される成分組成
をもった本発明Ｃｏ基耐熱合金１〜４４および従来Ｃｏ
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ｕφ×平行部長さ：５０ｍＸチャッ
ク部外径：２５ＷＪｔφ×全長：９０Ｍｘ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シ出し、この試験片を
用い、雰囲気二人気中、加熱温度：９８２℃、付加荷重
応カニ８に９／−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：１０１１１φ×高さ：１０ｍｍ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：１０００℃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：６Ｈφ×長さ：１６
ｕとなる試験片を切出し、この試験片を、温度：１０５
０℃の溶融ガラス中［１５０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１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。

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 ２１３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　Ｃ：　０．０１〜０２チ。 ＳｌおよびＭｎのうちの１種または２種：０．０１〜２
   ％。 Ｃｒ：　１８〜４０　％。 Ｎｉ：５〜２５チ。 ＭｏおよびＷのうちのｌａｌまたは２種：０１〜１２％
   。 Ｈｆコ０．００１〜Ｏ０５チ未満。 を含有し、残シが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ガラス繊維成形ス
   ピナー用Ｃｏ基耐熱合金。 （２）　Ｃ：Ｏ，０ｌ−ＶＯ，２チ。 ＳｉおよびＭｎのうちの１種または２種：０．０１〜２
   チ。 Ｃｒ：　１　８〜４０　＊。 Ｎｉ：５〜２５　チ。 ＭｏおよびＷのうちの１種または２種：０１〜１２チ。 Ｈｆ：０．００１〜０４５％未満。 を含有し、さらＫ。 Ｔａ、Ｎｂ、およびＴ１のうちの１種または２種以上：
   ０．０１〜３チ。 を含有し、残シが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ガラス繊維成形ス
   ピナー用ＣＯ基耐熱合金。 （３）　Ｃ：　０．０１〜０．２　％。 ＳｌおよびＭｎのうちの１種または２種：０．０１〜２
   チ。 Ｃｒ：１８〜４０％。 Ｎ１：５〜２５チ。 ＭｏおよびＷのうちのｌａ［または２種：０１〜１２チ
   。 Ｈｆ：Ｏ，００１〜０６５％未満。 を含有し、さらに。 ＢおよびＺｒのうちの１種または２種：０００５〜０．
   　ｌ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ガラス繊維成形ス
   ピナー用ＣＯ基耐熱合金。 （４）　Ｃ：　０．０１〜０．２チ。 ＳｉおよびＭｎのうちの１種または２種：００１〜２チ
   。 Ｃｒ：　１８〜４０　％。 Ｎ１：５〜２５チ。 ＭｏおよびＷのうちの１種または２種：０１〜１２チ。 Ｈｆ：Ｏ，ＯＯ１〜０．５−未満。 を含有し、さらに。 希土類元素：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ｑｂ）を有することを特徴とするガラス繊維成形
   スピナー用ＣＯ基耐熱合金。 （５）Ｃ：０００１〜０２チ。 ＳｌおよびＭｎのうちの１種または２種：００１〜２チ
   。 Ｃｒ：’１８〜４０％。 Ｎ１：５〜２５チ。 ＭｏおよびＷのうちの１種または２種：０１〜１２％。 Ｈｆ：Ｏ，００１〜０５％未満。 を含有し、さらＫ、 Ｔａ、Ｎｂ、およびＴ１のうちの１種または２種以上：
   ００１〜３％と、 ＢおよびＺｒのうちの１種または２種：０．００５〜Ｏ
   １％。 を含有し、残シが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ガラス繊維成形ス
   ピナー用ＣＯ基耐熱合金。 （６）　Ｃ：　０．０１〜０２チ。 ＄１およびＭｎのうちの１種または２種：００１〜２％
   。 Ｃｒ：１８〜４０チ。 Ｎｌ：５〜２５％。 ＭｏおよびＷのうちの１種または２種二〇１〜１２チ。 Ｈｆ：Ｏ，ＯＯ１〜０．５％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：
   Ｏ，Ｏ１〜３チと。 希土類元素：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ガラス繊維成形ス
   ピナー用Ｃｏ基耐熱合金。 （））Ｃ：０．０１　〜０．２　チ　。 ＳｌおよびＭｎのうちの１種または２種：０．０１〜２
   チ。 Ｃｒ：１Ｂ〜４０％。 Ｎｌ：５〜２５％。 ＭｏおよびＷのうちの１種または２種：ｏ１〜１２チ。 Ｈｆ：０００１〜０．５％未満。 を含有し、さらＫ、 ＢおよびＺｒのうちの１種または２種：０．００５〜０
   １チと５ 希土類元素：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がラス繊維成形ス
   ピナー用Ｃｏ基耐熱合金。 （８）　Ｃ：　０．０１　−０．２　＊。 ＳｌおよびＭｎのうちの１種または２種二００１〜２チ
   。 Ｃｒ：１８〜４０％。 Ｎ１：５〜２５％。 ＭＯおよびＷのうちの１種または２種二０１〜１２チ。 Ｈｆ：　０．００１〜０５４未満。 を含有し、さらに Ｔａ　、　Ｎｂ　ｒ　およびＴ１のうちの１種または２
   種以上：　００１〜３％。 ＢおよびＺｒのうちの１種または２種：０．００５〜０
   ．１％。 希土類元素：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ガラス繊維成形ス
   ピナー用Ｃｏ基耐熱合金。