JPS6033332A - 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】 この発明は、すぐれた高温耐酸化性および高温強度を有
し、特に耐溶融ガラス侵食性にすぐれ、したかつてガラ
ス繊維成形スピナーとして用いた場合υ′こすぐれた性
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。

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１重量係で、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Ｃ。

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。

そこで、本発明者等は、上述のような観点から、高ｉ席
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台金を開発すべ
く研究を行なった結果、重量係で、Ｃ：０．１〜１％。

Ｓｊ、：０．１〜２チ。

Ｃｒ：　２５．５〜３５　％。

Ｎ１：５〜１５％。

Ｗおよび］！０のうちの１種または２種：２〜１２％。

ｉ（ｆ：０．５〜５％。

を含有し、さらに必要に応じて、 Ｍｎ：　０．０５〜１％。

ＴａおよびＮｂのうちの１種または２種二０５〜３矛。

ＢおよびＺｒのうちの１種または２種：０．００５〜０
１％。

からなる群のうちの１種または２種以上を含有し、残シ
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、すぐれた耐
溶融ガラス侵食性を具備し５したがって、との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だのである。

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、　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から、その含
有量を０１〜１％と定めた。

（ｂ）　５ｉ Ｓ１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０．１　％未満では前記作用に所望の効果
が得られず、一方２ヂ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
０１〜２係と定めた。

（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２
５５％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３５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２５．５〜３５％と定めだ。

（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１５％を越えて含有させてもより一層の向上効果
は現われないことがら、その含有量を５〜１５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Ｍ７　Ｃ３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固溶して、これを
強化する作用があるが、その含有量が２％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
かシでなく、靭性劣化の原因となるσ相などの金属間化
ａ物が形成されるようになることから、その含有量を２
〜１２％と定めた。

（ｆ）Ｈｆ Ｈｆ成分には、ＭＣ型あるいはＭ７０３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−役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０５〜５％と定めだ。

（ｇ）　Ｍｎ Ｍｎ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
せる作用をもつので、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００５％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、高温耐酸化性に劣化傾向が現わ４−る
よう（でなることから、その含有量を０．０５〜１ヂと
定めた。

（ｂ）　ＴａおよびＮｂ 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−卜させ、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０．５係末焉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
の向上効果は現われないことから、その含有量を０．５
〜３チと定めた。

（１）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多未満では所望の高
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になることから、その含
有量を０．００５〜０．１％と定めだ。

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。

つぎに、この発明のＣＯ基耐熱合金を実施例によシ具体
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１〜３４および比較Ｃｏ
基耐熱合金１〜１１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−７Ｕφ×平行部長さ：５０Ｍ
Ｘチャック部外径：２５想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、雰囲気工大気中１
加熱出度：　’１１００℃、付加荷重応カニ３．５ｋｇ
／ｚ７Ｊ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：１０韮φ×高さ：１０Ｍ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℃に１０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
試験片素材よシ浸漬部寸法が直径：６ｒｕｎφ×長さ：
１６ｍとなる試験片を切出し、この試験片を、温度：１
１２０℃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１表に合せて示した。

第１表に示される結果から、本発明Ｃｏ基耐熱合金１〜
３４は、いずれもすぐれた高温強度、高温耐酸化性、お
よび耐溶融ガラス侵食性を具備しているのに対して、比
較Ｃｏ基耐熱合金１〜１１に見られるように、構成成分
のうちのいずれかの成分含有量（第１表に※印を付した
もの）がこの発明の範囲から外れると、前記の特性のう
ちの少なくともいずれかの特性が劣ったものになること
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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　Ｃ二　０１〜１％。 Ｓｉ：０．１〜２係。 Ｃｒ　：　２５．５〜３５％。 Ｎ１：５〜１５％。 ＷおよびＭＯのうちの１種まだは２種：２〜１２％。 Ｈｆ：０．５〜５％。 を含有し、残りがＣｏと不可避不純物からなる組成（以
   上重量係）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：０．１〜１係。 Ｓｉ：０．１〜２％。 Ｃｒ：　２５．５〜３５％。 Ｎ１　：　５〜１５　チ。 ＷおよびＭＯのうちの１種または２種：２〜１２係。 Ｈｆ：０．５〜５％。 を含有し、さらに、 Ｍｎ：０．０５〜１％。 を含有し、残シがＣｏと不可避不純物からなる組成（以
   上重量係）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：０．１〜ｌ係。 Ｓｉ：０．１〜２％。 Ｃｒ：　２５．５〜３５％。 Ｎ」、５〜１５％。 ＷおよびＭＯのうちの１種または２種、２〜１２襲。 Ｈｆ：０．５〜５係。 を含有し、さらに、 ＴａおよびＮｂのうぢの１種または２種二０．５〜３％
   。 を含有し、残りがＣｏと不可避不純物からなる組成（以
   上重量係）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：０．１〜１％。 Ｓｉ：Ｏ，］　〜２　チ。 Ｃｒ：　２５．５〜３５％。 Ｎ１：５〜１５％。 ＷおよびＭｏのうちの１種または２種：２〜１２％。 Ｈｆ：０．５〜５チ。 を含有し、さらに、 ＢおよびＺｒのうちの１種捷たは２種：０００５〜Ｏ１
   ％。 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。 （５）Ｃ：０．１〜１チ。 Ｓｉ：０．１〜２％。 Ｃｒ　：　’２５．５〜３５％。 Ｎ１，５〜１５係。 ＷおよびＭｏのうちの１種または２種：２〜１２　％。 Ｈｆ：０．５〜５％。 を含有し、さらに、 Ｍｎ　二　〇、０　５　〜１　％　。 ＴａおよびＮｂのうちの１種または２種：０５〜３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基酬熱合金。 （６）Ｃ：０．１〜１％。 Ｓｉ：０．１〜２　％。 Ｃｒ：　２５．５−−３５％。 Ｎｉ：５〜１５　％。 ＷおよびＭｏのうちの１種または２種：２〜１２チ。 Ｈｆ　：　０．５〜５％。 を含有し、さらに、 Ｍｎ　：　０．０５〜．１　％　。 ＢおよびＺｒのうちの１種または２種。 ０、　ＯＯ５〜０．１％。 を含有し、残シがＣｏと不可避不純物からなる組成（以
   上重量係）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。 （７）Ｃ：０．１〜１係。 Ｓｉ：０．１〜２％。 Ｃｒ：　２５．５〜３５　％。 Ｎｉ：５〜１５％。 ＷおよびＭｏのうちの１種または２種二２〜１２％。 Ｈｆ：０．５〜５％。 を含有し、さらに、 ＴａおよびＮｂのうちの１種または２種：０５〜３％。 ＢおよびＺｒのうちの１種または２種：０．００！５〜
   ０．１係。 を含有し、残わが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：　０．１−１％。 Ｓｉ：０．１〜２チ。 Ｃｒ：　２　５．５〜３　５　％。 Ｎ１　５〜１５　％。 ＷおよびＭＯのうちの１種または２種：２〜１２％。 Ｈｆ：０．５〜５％。 を含有し、さらに、 Ｍｎ：０．０５〜１％。 ＴａおよびＮｂのうちの１種まだは２種：０５〜３％。 ＢおよびＺｒ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
   」二重量％）を有することを特徴とするガラス繊５推成
   形スピナー用ＣＯ基耐熱合金。