JPS61159556A - 耐熱鋳造合金 - Google Patents
耐熱鋳造合金Info
- Publication number
- JPS61159556A JPS61159556A JP27904284A JP27904284A JPS61159556A JP S61159556 A JPS61159556 A JP S61159556A JP 27904284 A JP27904284 A JP 27904284A JP 27904284 A JP27904284 A JP 27904284A JP S61159556 A JPS61159556 A JP S61159556A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- less
- alloy
- temperature
- cast alloy
- heat resistant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (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】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
この発明は、高温強度および耐酸化性が良好であると共
に溶接性にも優れ、例えば炉床レール。
に溶接性にも優れ、例えば炉床レール。
炉床ローラー、ラジアントチューブなどのように１００
０℃以上の高温環境下で用いられる部品の素材として好
適に使用される耐熱鋳造合金に関するものである。
０℃以上の高温環境下で用いられる部品の素材として好
適に使用される耐熱鋳造合金に関するものである。
（従来の技術）
例えば、鋼塊の加熱炉を構成する炉床レールや炉床ロー
ルなどは１０００℃以上の高温、下にさらされ、しかも
数トンないし数十トンの赤熱した鋼塊が搬入ならびに搬
送・搬出されるため、これらの素材としては１０００℃
以上の高温環境下で十分な強度と耐酸化性とを備えてい
ることが要求される。
ルなどは１０００℃以上の高温、下にさらされ、しかも
数トンないし数十トンの赤熱した鋼塊が搬入ならびに搬
送・搬出されるため、これらの素材としては１０００℃
以上の高温環境下で十分な強度と耐酸化性とを備えてい
ることが要求される。
従来、この種の用途に適用される耐熱合金としては、例
えば、Ｃｏ５０ （３０重量％Ｃｒ−５０重量％Ｃｏ−
Ｆｅ）系や、２ＯＣｏ系（２９重量％Ｃｒ−２０重量％
Ｎｆ−２０重量％Ｃｏ−５重量％Ｗ−２重量％Ｎｂ−Ｆ
ｅ）などのＣｏを多量に含む耐熱鋳造合金か使用されて
いた。
えば、Ｃｏ５０ （３０重量％Ｃｒ−５０重量％Ｃｏ−
Ｆｅ）系や、２ＯＣｏ系（２９重量％Ｃｒ−２０重量％
Ｎｆ−２０重量％Ｃｏ−５重量％Ｗ−２重量％Ｎｂ−Ｆ
ｅ）などのＣｏを多量に含む耐熱鋳造合金か使用されて
いた。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、上記のＣＯを多量に含む高価なＩ＃熱鋳
造合金であっても、炉床部材などのような苛酷な条件下
で使用される場合においてはいまだ十分なものとはいえ
ず、より高性能である耐熱鋳造合金の開発が要望されて
いた。
造合金であっても、炉床部材などのような苛酷な条件下
で使用される場合においてはいまだ十分なものとはいえ
ず、より高性能である耐熱鋳造合金の開発が要望されて
いた。
この発明は、上述した従来の要望に鑑みてなされたもの
で、とくに高温強度および耐酸化性が良好であると共に
溶接性にも優れ１例えば炉床レール、炉床ローラー、ラ
ジアントチューブなどのようにｘｏｏｏ’ｃ以上の高温
環境下で用いられる部品の素材としても好適に使用する
ことが可能である耐熱鋳造合金を提供することを目的と
するものである。
で、とくに高温強度および耐酸化性が良好であると共に
溶接性にも優れ１例えば炉床レール、炉床ローラー、ラ
ジアントチューブなどのようにｘｏｏｏ’ｃ以上の高温
環境下で用いられる部品の素材としても好適に使用する
ことが可能である耐熱鋳造合金を提供することを目的と
するものである。
［発明の構成］
（問題点を解決するための手段）
この発明による耐熱鋳造合金は、重量％で、Ｃ：０．２
〜１．５％、Ｓｉ：２．５％以下、Ｍ ｎ ： ２ 、
５％以下、Ｎｉ：１５〜６０％、Ｃｒ：１５〜４０％、
必要に応じ−ｒＺｒ：０．０１−０．１０％、およびＭ
ｏ：５．０％以下、Ｃｏ：２．０％以下、Ｎｂ：３．０
％以下。
〜１．５％、Ｓｉ：２．５％以下、Ｍ ｎ ： ２ 、
５％以下、Ｎｉ：１５〜６０％、Ｃｒ：１５〜４０％、
必要に応じ−ｒＺｒ：０．０１−０．１０％、およびＭ
ｏ：５．０％以下、Ｃｏ：２．０％以下、Ｎｂ：３．０
％以下。
Ｔａ：３．０％以下のうちの１種または２種以上を含み
、残部実質的にＦｅよりなり、とくに高温強度および耐
酸化性が良好であると共に溶接性にも優れたものである
ことを特徴としている。
、残部実質的にＦｅよりなり、とくに高温強度および耐
酸化性が良好であると共に溶接性にも優れたものである
ことを特徴としている。
次に、この発明による耐熱鋳造合金の成分範囲（重量％
）の限定理由について説明する。
）の限定理由について説明する。
Ｃ：０．２〜１．５％
Ｃは基地中に固溶すると共にＣｒ、Ｍｏ。
Ｎｂ、Ｔａと結合して微細な炭化物を形成し、高温強度
を向上させるのに著しく有効な元素であり、このような
効果を得るために０．２％以上含有させた。この場合、
高温強度がとくに要求される場合にはＮを積極的に含有
させることも望ましい、しかしながら、多量に含有させ
ると靭性や溶接性等が劣化するため１．５％以下に限定
した。
を向上させるのに著しく有効な元素であり、このような
効果を得るために０．２％以上含有させた。この場合、
高温強度がとくに要求される場合にはＮを積極的に含有
させることも望ましい、しかしながら、多量に含有させ
ると靭性や溶接性等が劣化するため１．５％以下に限定
した。
Ｓｉ：２．５％以下
Ｓｉは溶製時の脱酸剤として有効に作用するほか、＃酸
化性や耐浸炭性の向上にも有効な元素であるので、積極
的に含有させることも好ましいが、多量に含有させると
σ相が生成して高温強度を低下させるので２．５％以下
に限定した。
化性や耐浸炭性の向上にも有効な元素であるので、積極
的に含有させることも好ましいが、多量に含有させると
σ相が生成して高温強度を低下させるので２．５％以下
に限定した。
Ｍｎ：２．５％以下
Ｍｎは溶製時の脱酸剤および脱硫剤として作用して合金
の清浄度を高めるのに有効な元素であるので、積極的に
含有させることも好ましいが、多量に含有させると耐酸
化性が劣化するため２６５％以下に限定した。
の清浄度を高めるのに有効な元素であるので、積極的に
含有させることも好ましいが、多量に含有させると耐酸
化性が劣化するため２６５％以下に限定した。
Ｎｉ ：１５〜６０％
Ｎｉはオーステナイトを安定化し、耐熱性、耐浸炭性お
よび高温強度を向上させるのに著しく有効な元素であり
、このような効果を得るために１５％以上含有させた。
よび高温強度を向上させるのに著しく有効な元素であり
、このような効果を得るために１５％以上含有させた。
そして、Ｎｉ含有量が多くなるほどオーステナイトは安
定化するので、この観点からは多量に添加することも望
ましいが、他の成分とのバランス上において１５〜６０
％の範囲とした。
定化するので、この観点からは多量に添加することも望
ましいが、他の成分とのバランス上において１５〜６０
％の範囲とした。
Ｃｒ：１５〜４０％
Ｃｒは高温における耐酸化性を向上させるために最も有
効な元素であり、このような効果を得るために１５％以
上含有させた。しかしながら、多量に添加するとδ相が
生成して靭性が劣化するため１５〜４０％の範囲とした
。
効な元素であり、このような効果を得るために１５％以
上含有させた。しかしながら、多量に添加するとδ相が
生成して靭性が劣化するため１５〜４０％の範囲とした
。
Ｚｒ：０．Ｏｌ 〜０．１０％
Ｚｒは靭延性を向上し、さらには溶接性および高温強度
を向上させるのに有効な元素であり、例えば炉床部材の
ような構造物の素材として溶接性が良好であることが望
まれる場合に添加すると有効な元素である。そして、こ
のような効果は０．０１％以上で顕著であるが、０．１
％で飽和するので、添加する場合には０．０１〜０．１
％の範囲とするのがよい。
を向上させるのに有効な元素であり、例えば炉床部材の
ような構造物の素材として溶接性が良好であることが望
まれる場合に添加すると有効な元素である。そして、こ
のような効果は０．０１％以上で顕著であるが、０．１
％で飽和するので、添加する場合には０．０１〜０．１
％の範囲とするのがよい。
Ｍ ｏ ： ５ 、０％以下、Ｃｏ：２．０％以下。
Ｎｂ：３．０％以下、Ｔａ：３．０％以下のうちの１種
または２種以上 これらの元素はいずれも基地中に固溶して当該基地を強
化するとともに一部は炭化物となって析出するため高温
強度の向上に有効な元素であるので、これらの１種また
は２種以上を含有させた。
または２種以上 これらの元素はいずれも基地中に固溶して当該基地を強
化するとともに一部は炭化物となって析出するため高温
強度の向上に有効な元素であるので、これらの１種また
は２種以上を含有させた。
しかしながら、これらの元素をあまり多量に含有させて
もその効果の向上は少なく、かえって靭性が劣化するた
め、ＭＯにあっては５．０％以下、Ｃｏにあっては２．
０％以下、Ｎｂにあっては３．０％以下、Ｔａにあって
は３．０％以下にそれぞれ限定した。
もその効果の向上は少なく、かえって靭性が劣化するた
め、ＭＯにあっては５．０％以下、Ｃｏにあっては２．
０％以下、Ｎｂにあっては３．０％以下、Ｔａにあって
は３．０％以下にそれぞれ限定した。
Ｆｅ：残部
Ｆｅは高温強度の点からは積極的な成分となる元素では
ないが、リターン材等を含む溶解原料等からの混入は避
は難いと同時に、むしろ添加元素をＦｅ合金の形で含有
させることによって製造コストを著しく低減させること
が可能であるので合金の残部とした。
ないが、リターン材等を含む溶解原料等からの混入は避
は難いと同時に、むしろ添加元素をＦｅ合金の形で含有
させることによって製造コストを著しく低減させること
が可能であるので合金の残部とした。
（実施例）
第１表に示すこの発明の実施例による合金Ｎｏ、 １
〜７と、比較例の合金Ｎｏ、 １１ （Ｃｏ５０合金
）、１２ （２０Ｃｏ系合金）とを溶製し、ＪＩＳ
Ｇ５１２１に準拠したＡ号舟型試験片を■クリープ特性 第１表の化学成分を有する飛型試験片からクリープ試験
片を採取してクリープ試験を行った。
〜７と、比較例の合金Ｎｏ、 １１ （Ｃｏ５０合金
）、１２ （２０Ｃｏ系合金）とを溶製し、ＪＩＳ
Ｇ５１２１に準拠したＡ号舟型試験片を■クリープ特性 第１表の化学成分を有する飛型試験片からクリープ試験
片を採取してクリープ試験を行った。
この場合、試験温度：１ｌＯＯ℃、負荷応カニ２ｋｇｆ
／１ａｒｓ２の条件下における破断までの寿命時間を
調べた。この結果を第２表に示す。
／１ａｒｓ２の条件下における破断までの寿命時間を
調べた。この結果を第２表に示す。
第２表に示すように、比較例のＮｏ、１１（Ｃ。
５０）合金ではほぼ６５時間で破断し、また同じく比較
例のＮｏ、１２ （２０Ｃｏ系）合金では８０時間で破
断したのに対して、この発明の実施例によるＮｏ、
１〜７の合金ではいずれも同等以上のかなり長い破断寿
命時間であり、この発明による合金は１０００℃以上の
高温下におけるクリープ特性に著しく優れたものである
ことが確認された。
例のＮｏ、１２ （２０Ｃｏ系）合金では８０時間で破
断したのに対して、この発明の実施例によるＮｏ、
１〜７の合金ではいずれも同等以上のかなり長い破断寿
命時間であり、この発明による合金は１０００℃以上の
高温下におけるクリープ特性に著しく優れたものである
ことが確認された。
■高温引張特性
第１表の化学成分を有する飛型試験片から高温引張試験
片を採取して高温引張試験を行った。この場合、１１０
０℃の高温下における引張特性を調べた。この結果を同
じく第２表に示す。
片を採取して高温引張試験を行った。この場合、１１０
０℃の高温下における引張特性を調べた。この結果を同
じく第２表に示す。
第２表に示すように、比較例のＮｏ、１１合金では引張
強さが５．５ｋｇｆ／關２ （伸びが１６．５％）程度
の特性を示しているのに対して、この発明の実施例によ
るＮ００１〜７の合金では比較例のＮｏ、１２の合金と
同程度もしくはそれ以上の強度特性を示しており、この
発明による合金は１０００℃以上の高温下における強度
特性に著しく優れたものであることが確認された。
強さが５．５ｋｇｆ／關２ （伸びが１６．５％）程度
の特性を示しているのに対して、この発明の実施例によ
るＮ００１〜７の合金では比較例のＮｏ、１２の合金と
同程度もしくはそれ以上の強度特性を示しており、この
発明による合金は１０００℃以上の高温下における強度
特性に著しく優れたものであることが確認された。
■高温耐酸化特性
第１表の化学成分を有する飛型試験片から耐酸化性試験
片を採取して高温耐酸化性試験を行った。この場合、１
２００℃の高温中に１００時間ば〈露した場合の酸化増
量を調べた。この結果を同じく第２表に示す。
片を採取して高温耐酸化性試験を行った。この場合、１
２００℃の高温中に１００時間ば〈露した場合の酸化増
量を調べた。この結果を同じく第２表に示す。
第２表に示すように、前述の高温強度およびクリープ特
性については比較的良好な値を示した２ｏＣＯ系合金で
あるＮｏ、１２では酸化増量が著しく大であり、高温耐
酸化性の点ではあまり良くないことが明らかである。こ
れに対してこの発明による合金では１０００℃以上の高
温下における耐酸化性にかなり優れていることが確認さ
れ、前述のように高温でのクリープ特性および引張特性
に優れていることと合わせて炉床用部材等に適したもの
であることが確かめられた。
性については比較的良好な値を示した２ｏＣＯ系合金で
あるＮｏ、１２では酸化増量が著しく大であり、高温耐
酸化性の点ではあまり良くないことが明らかである。こ
れに対してこの発明による合金では１０００℃以上の高
温下における耐酸化性にかなり優れていることが確認さ
れ、前述のように高温でのクリープ特性および引張特性
に優れていることと合わせて炉床用部材等に適したもの
であることが確かめられた。
■溶接性
炉床用部材およびその他の構造物用材料としては、これ
を組み立てるために溶接性にも優れていることが要求さ
れる。そこで、第１表の化学成分を有する飛型試験片か
ら溶接性試験片を採取して溶接性試験を行った。この場
合、炭素鋼を溶接の相手材として突き合わせ、溶接電圧
２５ｖ、溶接電流１１０Ａ、溶接速度２０ｃｍ／ｗｉｎ
の条件で行なった０次いで、溶接部を切断したのち研磨
してミクロ割れ観察を行った。この結果を同じく第２表
に示す。
を組み立てるために溶接性にも優れていることが要求さ
れる。そこで、第１表の化学成分を有する飛型試験片か
ら溶接性試験片を採取して溶接性試験を行った。この場
合、炭素鋼を溶接の相手材として突き合わせ、溶接電圧
２５ｖ、溶接電流１１０Ａ、溶接速度２０ｃｍ／ｗｉｎ
の条件で行なった０次いで、溶接部を切断したのち研磨
してミクロ割れ観察を行った。この結果を同じく第２表
に示す。
第２表に示すように、比較例のＮｏ、 １１ （Ｃ。
５０）合金およびＮｏ、１２ （２０Ｃｏ系）合金では
いずれも溶接部に溶接割れが発生していたのに対して、
この発明による合金ではいずれも溶接割れは発生せず、
良好な溶接性を有していることが確認された。
いずれも溶接部に溶接割れが発生していたのに対して、
この発明による合金ではいずれも溶接割れは発生せず、
良好な溶接性を有していることが確認された。
［発明の効果コ
以上説明してきたように、この発明による耐熱鋳造合金
は１重量％で、Ｃ：０．２〜１．５％、Ｓｉ：２．５％
以下、Ｍｎ：２．５％以下、Ｎｉ：１５〜６０％、Ｃｒ
：１５〜４０％、必要に応じてＺｒ：０．０１〜０．１
０％、およびＭ ｏ ： ５ 、０％以下、Ｃｏ：２．
０％以下。
は１重量％で、Ｃ：０．２〜１．５％、Ｓｉ：２．５％
以下、Ｍｎ：２．５％以下、Ｎｉ：１５〜６０％、Ｃｒ
：１５〜４０％、必要に応じてＺｒ：０．０１〜０．１
０％、およびＭ ｏ ： ５ 、０％以下、Ｃｏ：２．
０％以下。
Ｎｂ：３．０％以下、Ｔａ：３．０％以下のうちの１種
または２種以上を含み、残部実質的にＦｅよりなるもの
であるから、高温強度および耐酸化性が良好であると共
に、溶接性にも優れ、しかも高価なＧｏ含有量が少ない
ため従来のものに比べて安価であり、炉床部材などのよ
うな苛酷な条件下で使用される機械構造物の素材として
適したものであるという著大なる効果がもたらされる。
または２種以上を含み、残部実質的にＦｅよりなるもの
であるから、高温強度および耐酸化性が良好であると共
に、溶接性にも優れ、しかも高価なＧｏ含有量が少ない
ため従来のものに比べて安価であり、炉床部材などのよ
うな苛酷な条件下で使用される機械構造物の素材として
適したものであるという著大なる効果がもたらされる。
特許出願人 大同特殊鋼株式会社
代理人弁理士 小 塩 豊
手糸完ネ由正書
昭和６０年０１月０７日
特許庁長官 志 賀 学 １段
２、発明の名称
耐熱鋳造合金
３、補正をする者
事件との関係 特許出願人
氏名（名称） （３７１）大同特殊鋼株式会社４、代理
人
人
Claims (2)
- （１）重量％で、Ｃ：０．２〜１．５％、Ｓｉ：２．５
％以下、Ｍｎ：２．５％以下、Ｎｉ：１５〜６０％、Ｃ
ｒ：１５〜４０％、およびＭｏ：５．０％以下、Ｃｏ：
２．０％以下、Ｎｂ：３．０％以下、Ｔａ：３．０％以
下のうちの１種または２種以上を含み、残部実質的にＦ
ｅよりなることを特徴とする耐熱鋳造合金。 - （２）重量％で、Ｃ：０．２〜１．５％、Ｓｉ：２．５
％以下、Ｍｎ：２．５％以下、Ｎｉ：１５〜６０％、Ｃ
ｒ：１５〜４０％、Ｚｒ：０．０１〜０．１０％、およ
びＭｏ：５．０％以下、Ｃｏ：２．０％以下、Ｎｂ：３
．０％以下、Ｔａ：３．０％以下のうちの１種または２
種以上を含み、残部実質的にＦｅよりなることを特徴と
する耐熱鋳造合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27904284A JPS61159556A (ja) | 1984-12-29 | 1984-12-29 | 耐熱鋳造合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27904284A JPS61159556A (ja) | 1984-12-29 | 1984-12-29 | 耐熱鋳造合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61159556A true JPS61159556A (ja) | 1986-07-19 |
Family
ID=17605584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27904284A Pending JPS61159556A (ja) | 1984-12-29 | 1984-12-29 | 耐熱鋳造合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61159556A (ja) |
-
1984
- 1984-12-29 JP JP27904284A patent/JPS61159556A/ja active Pending
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