JPS6092452A - 耐酸化性合金 - 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】 本発明は高温（８００〜１３００℃）において潰れた耐
酸化性と一同時に電気抵抗の小さい酸化皮膜を形成する
Ｐｅ−０ｒ−Ａｊ系合金及びＩｒｅ　−０ｒ−ＡＪ−Ｙ
系合金に関するものである。

従来電熱合金として公知であるｙ＠　−Ｑｒ　−Ａ−’
系合金及びＦｅ−ｏｒ−ＡＪ’−Ｙ　系合金は大気中で
高温酸化された場合、Ａ１の選択酸化により表面は非常
に安定で電気抵抗が非常に高いち密なアルミナ（Ａ’２
０３）に横われることにより耐酸化性が優れていること
を特徴としており、加熱炉のヒーターエレメントや、炉
内部品あるいは、家電製品の電熱線１亀気抵抗体として
使用されている。

しかし石油ガス化ファンヒーター等の炎′亀流感知七／
サーのプラグ等に使用される場合は上記耐酸化性が良好
であると同時に表面に生成する酸化皮膜は長時間使用後
も高温（８００〜１３００℃）での電気抵抗が小さ−こ
とが要求される。

従来のＦｅ−０ｒ−ＡＪ−系合金及びＦｅ−Ｑｒ−Ａｊ
−Ｙ系合金の場合、酸化初期においては、酸化皮膜は高
温においても電気抵抗の非常に高いＡＪ。

ｏ３　（１０００℃で９，１ｘｌｏ’Ω・ｍ）と高温で
の電気抵抗が小さい（Ｆｅ、　ｏｒ　）２０ｓ　（ｌ　
ＯＯ０℃で０．４〜０．８０・ｍ）から成り、炎電流感
知センサーとしての機能を果たすが、時間の経過と共に
地金中のＡＪが選択酸化されることにより、酸化皮膜中
ｏ　（ｙｅｓ　Ｏｒ　）！ＯｎはＡｊ、０３に置換され
、１００〜２００時間でほとんどＡＪ−２０３となるた
め炎電流感知センサーとしての検出能力が低下すると−
う欠点があった。

本発明は、従来公知のＩＦ＠１−Ｏｒ−Ａｊ　系合金や
Ｆｅ−０ｒＡＪＹ系合金のような耐酸化性合金に１．０
％以下のＴ１を含有させ、かつ有効Ｔｉ量を０．１〜０
．５％になるようＮ含有量をコントロールした合金であ
り、燃焼により生成する酸化皮膜中に高温（８００〜１
３００°Ｃ）での電気抵抗が小さいＴｌＯ２（ｌ　ＯＯ
０℃で７４．９Ω拳ｍ）を分散析出させ、ｒＩｆｆ記公
知の酸化性合金と同等の耐酸化性を有すると同時に長時
間燃焼後も高温（８００〜１３００℃）でのＴｉ量、気
抵抗が小さい酸化皮膜を形成する耐酸化性の優れた合金
である。

次にＴｉ、）ｉ含有量及び有効Ｔ１の限定理由について
述べる。

前述の如く、本合金の特徴はＡ１．．０３　の酸化皮膜
中にＴｌＯ２を分散析出させることを特徴としている。

材料に添加されたＴ１は地金中に溶は込んでいるＴ１　
（以下ｓｏｌ、’ｊｉという）とＴ１の炭化物、窒化物
（酸化物も含むが本系合金の場合極めて少量のため無視
出来る。）のように析出したＴ１（以下１ｎｓｏｌ、Ｔ
ｉという）に区別できる。材料を高１％（８００〜１３
００°Ｃ）に加熱した場合、ｓｏｂ。

Ｔ１は拡散して表面で酸化されＴｌＯ２となるが、この
他１ｎｓｏｌ、Ｔｉの内、Ｔｉの炭化物□も高温では分
解され、Ｔ１は地金中に溶は込みｓｏｌ、Ｔｉとなり拡
散し皮膜中にＴｌＯ２として析出する。しかし、Ｔ１の
菫化物は１３５０°Ｃ位までは全く分解しないため分解
、拡散せず材料中にとどまっている。

つまり、本発明の目的である酸化皮膜中にＴｌＯ２を分
散析出させるためにｓｏｌ、ＴｉとＴ１の炭化物は有効
Ｔ１と考えることができる。いいかえれば、ＴｏｔＢｌ
　’ｌ”ｌからＴ１の窒化物となるＴｉ量を差し引いた
鍬が有効Ｔｉ量である。

次に実施例を述べる。

第１表は０．０３％０．０．５％Ｓｉ、０．５％Ｍｎ。

１８％０ｒ１４％ＡＪ　、　Ｙ　１．０％をほぼ一定と
しＮ１Ｔｉ含有鼠つまり、有効Ｔｉ量を変化させて、大
気中で１０００℃×２時間の燃焼試験を行なった場合の
高温での導電性の評価を行なったものである。

第　１　表 ※評価基準：第２園にお−てＡけ０１ａは×、その中間
は△を示す。

また第２表ＶｉＯ，０３％０，０．５％Ｓｉ　、０．５
％Ｍｎ、２５％Ｏｒ、５％ＡＪをほぼ′一定とし有効Ｔ
１旭を変化させて大気中で１ｕｏｏ℃×２ＱＯ時間の燃
焼試験を７」゛なった場合の高温での導電性の評価を行
なったものである。

第　２　表 の中間はΔを示す。

第１−．２表より有効Ｔｉ１ｌけ０１％以上必要である
ことがわかる。

また第１図に上記巣作にてＦｅ−０ｒ−ＡＪ−Ｙ合金の
燃焼試験を行なった場合の有効Ｔｉ量と酸化増ｉ【の関
係を示す。ｒｅ−Ｏｒ　Ａ１合金もほぼ同様の結果であ
った。

第１−より１有効Ｔ１の増加と共に酸化増量は増えるこ
とがわかる。従来の’１’＠−０ｒ−ＡＪ−系合金およ
びＦｅ−０ｒ−Ａ４−Ｙ系合金においては加熱された場
合初期においてけ、Ａｌ２Ｏ２と（ＹｅｓＯｒ）１０３
の混合した酸化皮膜が形成され、時間の経過と共に（Ｆ
ｅ１ｏｒ　）２ｏｎ　がＡＪ、０３に置換される。つま
りわずかに酸化増量が増えるが、表面がすべてｈｐ、ｏ
３　ｍわれた後は、戯素はＡＪ、０３　に遮断され酸化
は進行しない。しかし有効Ｔ１が存在するとＡｊ、０３
　皮膜中にＴｉＯ２が析出し、このＴｌＯ２はＡＪｊＯ
３皮膜中を裏側から表層部に移動する。つまり、不動態
のＡｌ２Ｏ２皮膜に比べＡＪ２０３十ＴｉＯ，の場合は
完全に不動態皮膜ではなく、半不動態皮膜になっており
、有効Ｔ１がなくなるまで酸化は進行している。本実鹸
結果から、この酸化の進行性有効Ｔ１祉が多い程大きい
ことがわかる。

第２図は、ＯＯ，０３％、５ｉＱ、５％、Ｍｎ　ｏ、５
％、０ｒ１８％、ＡＪ　４．０％、Ｙｌ、０％のｉｒｅ
　−０ｒ−Ａｊ−Ｙ合金に有効Ｔ１を０．１５％になる
ようＮ犀°を調整したものと無添加のものとについて炎
温度１０００〜１ＬＯＯ°ｃ−ｅａ算燃炉時間２００時
間経過後の炎電流特性を比較した結果を示す図である、 安定基準とは、燃焼初期の段階で炎々人後炎電流が一定
の炎電流値に達するまでの時間である。

従来のｒｅ−Ｏｒ−ＡＪ−Ｙ合ｊｐ（Ｔ１無添加）ａの
場合、初期は安定基準内で安定時の炎電流値に達するが
、２００時間経過後は第２図の如く安定時の炎電流値に
趣する時間が安定基準を越えてしまう。一方、Ｆｅ−０
ｒ−ＡＪ−Ｙ合金に有効Ｔ１０．１５％になるようＮＷ
を調整した本発明合金Ａの場合は、２００時間経過後も
初期特性のままであり、５００時ＩＩＡｌｕｉ後も変化
はみられなかった。

Ｆｅ−０ｒ−Ａ４合金についても上記Ｉｒｅ　−Ｏｒ　
−ＡＪ、−Ｙ合金と同様の結果が得られた０以上の結果
から、イ”ｆ効Ｔ１量は０．１％以上含有されれば、本
発明の目的は達成されるが、０．５％を越えると醗化増
鼠も急増するため有効Ｔ１量は０．１〜Ｑ、５％とした
。なお、コスト、耐酸化性、熱間加工性、冷間加工性を
考慮すれば有効Ｔｉ縦は０．１〜０．２％とすることが
墾ましい。

その他の成分組成は公知のＩＦｅ　−Ｏｒ−Ａ１．系合
金及びＦｅ−０ｒ−ＡＪ−−ｙ系合金の成分範囲である
。

以上のように本発明は比較的安価なＦｅ−０ｒ−ＡＪ糸
金合金びＦｅ　−０ｒ−ＡＪ−ｙ系合金に１．０％以下
のＴ１を含イ１させ、かつ有効Ｔ１組を０．１〜０．５
％となるようＮ含有風をコントロールすることにより、
耐酸化性はＩｊＩｊ記合金とほぼ同等であると共に、−
１−渇でのｒＫ　’Ａｔ　４．！Ａ、抗が小さい酸化皮
膜を生成することが出来、例えば炎電流感知センサ〜の
７レームロツド等に達する合金として工業上極めて有用
なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は有効Ｔｉ１ｄと酊化増轍との関係を示す図、第
２図はＦｅ　−Ｏｒ　−ＡＪ、　−ｙ合金に有効Ｔ１０
．１５％になるようにＮ鼠を調整したものと無添加のも
のとの炎電流特性の比較結果を示す図である。 代理人　弁理士　本　間　崇 第　ｌ　図 一一一層 θ　θ／　θ２　（２Ｊ　０４　ｔＺｆ　Ｏ，６有効ｎ
量（１） 第２図 安走基準 ゑ火債の経遭り吟蘭（秒） 手続補正書（自発） 昭和５９年＋ｕ−＋２７日 特許庁長官　志賀　学　殿 １、事件の表小 昭和　５８イＩ　ネｙｌＰ「　願第１９７６４９号２、
発　明の名ｋＡ、 耐酸化性合金 ３、補正をする名 ！Ｉｉ（’ｌとの関１糸　１、デ　許　出願人１１１・
八　東工；・ｊ都［イい１１区九０内二丁目１番２号−
氏　ｆ′呂２＋４＋ｌ　（５０８）　ＩＩ立金属株式会
社代表呂河野典夫 ４、代理　人 ５゜補正の月象 明細書の［発明の詳細な説明１の欄 ６、補正の内容 明細書第５頁第３１Ｊ゛の「２時間」を「２００時間」
に訂正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、車１％でＴ１を１．０％以下含有せしめた’Ｈｅ−
   ０ｒ−ＡＪ　系合金を高温（８００〜１３００℃）に加
   熱したとき、酸化皮膜中に拡散し得るＴ１量（以下有効
   Ｔ１量をいう）がＯ，１〜０．５％になるようＮ含有駁
   をコントロールしたことを特徴とする耐酸化性合金。 ２、重賦％でＴ１を１．０％以下含有せしめたｙｅ−Ｏ
   ｒ−Ａｚ−Ｙ系合金を鳥渦（８００〜：Ｌ　３００’Ｃ
   ）に加熱したとき、酸化皮膜中に拡散し得るＴ１１ｆｔ
   　（以下有効Ｔ１量をいう）が０．１〜０．５％になる
   ようＮ含有亀をコントロールしたことを特徴とする耐酸
   化性合金。