JPS61186446A - 耐熱合金 - Google Patents
耐熱合金Info
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- JPS61186446A JPS61186446A JP2802785A JP2802785A JPS61186446A JP S61186446 A JPS61186446 A JP S61186446A JP 2802785 A JP2802785 A JP 2802785A JP 2802785 A JP2802785 A JP 2802785A JP S61186446 A JPS61186446 A JP S61186446A
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- effect
- less
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- resistance
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、石油化学工業におけるエチレン製造用クラン
キングチューブ材等として有用な耐熱合金に関する。
キングチューブ材等として有用な耐熱合金に関する。
従来より、エチレンクランキングチューブ材料として、
ＡＳＴＭ ＨＰ４０材（０，４Ｃ−２５Ｃｒ −３５
Ｎｉ−Ｆｅ）やその改良材（０，４Ｃ−２５Ｃｒ −３
５Ｎ ｉ −Ｎ ｂ、 Ｗ −Ｆ ｅ）が使用されてい
る。
ＡＳＴＭ ＨＰ４０材（０，４Ｃ−２５Ｃｒ −３５
Ｎｉ−Ｆｅ）やその改良材（０，４Ｃ−２５Ｃｒ −３
５Ｎ ｉ −Ｎ ｂ、 Ｗ −Ｆ ｅ）が使用されてい
る。
このＨＰ４０材は、９００〜１０５０℃の温度範囲で使
用されるのが一般であり、同温度域において十分な耐酸
化性、耐浸炭性並びに機械的強度を有している。しかし
ながら、１０５０℃を越える温度域では、耐浸炭性、お
よび機械的強度、就中クリープ破断強度に問題がある。
用されるのが一般であり、同温度域において十分な耐酸
化性、耐浸炭性並びに機械的強度を有している。しかし
ながら、１０５０℃を越える温度域では、耐浸炭性、お
よび機械的強度、就中クリープ破断強度に問題がある。
また、ＨＰ改良材（０，４Ｃ−２５Ｃｒ ３５Ｎ ｉ
−Ｎｂ、Ｗ−Ｆｅ）は、１１００”Ｃまでの温度にお
いてＨＰ４０材よりもすぐれた耐浸炭性を示すが、１１
００℃を越えると、耐酸化性、クリープ破断強度、およ
び耐浸炭性の低下が大きく、とりわけ耐酸化性の低下が
著しい。
−Ｎｂ、Ｗ−Ｆｅ）は、１１００”Ｃまでの温度にお
いてＨＰ４０材よりもすぐれた耐浸炭性を示すが、１１
００℃を越えると、耐酸化性、クリープ破断強度、およ
び耐浸炭性の低下が大きく、とりわけ耐酸化性の低下が
著しい。
従って１．上記チューブ材料として、１１００℃を越え
る高温操業に十分に耐え得る緒特性、と（に高クリープ
破断強度、耐酸化性および耐浸炭性等にすぐれた新たな
材料の開発が要請されている。
る高温操業に十分に耐え得る緒特性、と（に高クリープ
破断強度、耐酸化性および耐浸炭性等にすぐれた新たな
材料の開発が要請されている。
また、チューブ同士の接合やチューブとペンドとの接合
によりコイルを組み立てるに当たっては、ＴＩＧ溶接法
、ＭＩＧ溶接法、または被覆アーク溶接法などが適用さ
れるので、溶接性にもすぐれていることが要求される。
によりコイルを組み立てるに当たっては、ＴＩＧ溶接法
、ＭＩＧ溶接法、または被覆アーク溶接法などが適用さ
れるので、溶接性にもすぐれていることが要求される。
本発明は、かかる要求を満たした新たな耐熱合金を提供
しようとするものである。
しようとするものである。
本発明に係る耐熱合金は、Ｃ：０．３〜０．５％、Ｓｉ
：２．０％以下、Ｍｒｚ２．０％以下、Ｐ：０．０３％
以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｃｒ ： ３０．０〜４０
．０％、Ｎｉ：４０．Ｏ〜５０．０％、Ａｌ：０．０２
〜０．６％、Ｎ：０．０８％以下、並びにＮｂ：０．３
〜１．８％、Ｗ：０．５〜６．０％のいずれか１種もし
くは２種、およびＴ ｉ ： ０．０２〜０．５％、Ｚ
ｒ ： ０．０２〜０．５％のいずれか１種もしくは
２種、残部実質的にＦｅからなる成分組成を有する（成
分組成を示す％は重量％である）。
：２．０％以下、Ｍｒｚ２．０％以下、Ｐ：０．０３％
以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｃｒ ： ３０．０〜４０
．０％、Ｎｉ：４０．Ｏ〜５０．０％、Ａｌ：０．０２
〜０．６％、Ｎ：０．０８％以下、並びにＮｂ：０．３
〜１．８％、Ｗ：０．５〜６．０％のいずれか１種もし
くは２種、およびＴ ｉ ： ０．０２〜０．５％、Ｚ
ｒ ： ０．０２〜０．５％のいずれか１種もしくは
２種、残部実質的にＦｅからなる成分組成を有する（成
分組成を示す％は重量％である）。
本発明合金は、１１００℃を越える温度域、とくに１１
５０℃付近の高温度において、クリープ破断強度が高く
、かつすぐれた耐酸化性および耐浸炭性を有する。また
、溶接性も良好である。
５０℃付近の高温度において、クリープ破断強度が高く
、かつすぐれた耐酸化性および耐浸炭性を有する。また
、溶接性も良好である。
本発明合金の成分限定理由は次のとおりである。
Ｃ：０．３〜０．５％
鋳造凝固時にマトリックスに固溶したＣは、チューブの
実使用時の加熱を受けてクロム炭化物として析出するこ
とにより、クリープ破断強度の向上に寄与する。９５０
℃を越える温度域において高いクリープ破断強度を得る
には、少なくとも０．３％を必要とする。含有量が増す
とともに、その効果も増大するが、０．５％をこえると
、Ｃｒ炭化物の過剰の析出による脆化が大きくなるので
、上限を０．５％とする。
実使用時の加熱を受けてクロム炭化物として析出するこ
とにより、クリープ破断強度の向上に寄与する。９５０
℃を越える温度域において高いクリープ破断強度を得る
には、少なくとも０．３％を必要とする。含有量が増す
とともに、その効果も増大するが、０．５％をこえると
、Ｃｒ炭化物の過剰の析出による脆化が大きくなるので
、上限を０．５％とする。
Ｓｉ：２．０％以下
Ｓｉは合金溶製時の脱酸剤として添加される。
また溶鋼の流動性を高め、鋳造性を改善する効果を有す
る。しかし、２．０％を越えると、クリープ破断強度お
よび溶接性に悪影響を与えるので、２．０％を上限とす
る。
る。しかし、２．０％を越えると、クリープ破断強度お
よび溶接性に悪影響を与えるので、２．０％を上限とす
る。
Ｍｎ：２．０％以下
Ｍｎは溶鋼の脱酸を行うとともに不純物元素であるＳを
ＭｎＳとして固定することにより、溶接時の高温割れを
防止する効果を有する。しかし、２．０％を越えても、
その増量の割には効果が小さいので、２．０％を上限と
する。
ＭｎＳとして固定することにより、溶接時の高温割れを
防止する効果を有する。しかし、２．０％を越えても、
その増量の割には効果が小さいので、２．０％を上限と
する。
Ｐ ： ０．０３％以下、Ｓ：０．０３％以下不純物元
素であるＰおよびＳは、いずれも溶接時の高温割れ感受
性を高めるので、それぞれ０．０３％を上限とする。
素であるＰおよびＳは、いずれも溶接時の高温割れ感受
性を高めるので、それぞれ０．０３％を上限とする。
Ｃｒ ： ３０．Ｏ〜４０．０％
Ｃｒは耐酸化性および高温強度を高める効果を有する。
１１００℃以上の高温域での長時間使用に対する耐酸化
性および高温強度を確保するためには３０．０％以上含
有させることが必要である。含有量を増加させるに伴っ
て耐酸化性および高温強度の向上をみるが、１２００℃
までの使用温度に対しては−、４０．０％までの含有量
で十分である。よって３０．０〜４０．０％とする。
性および高温強度を確保するためには３０．０％以上含
有させることが必要である。含有量を増加させるに伴っ
て耐酸化性および高温強度の向上をみるが、１２００℃
までの使用温度に対しては−、４０．０％までの含有量
で十分である。よって３０．０〜４０．０％とする。
Ｎｉ：４０．０〜５０．０％
Ｎｉはオーステナイト相を安定化させる元素であり、耐
酸化性と高温強度を高める効果を有する。
酸化性と高温強度を高める効果を有する。
前記Ｃｒ量との連関でオーステナイト相を安定化させ、
かつ１１００〜１２００℃における安定した耐酸化性と
耐浸炭性とを確保するために、Ｎｉ含有量は、４０．０
〜５０．０％に規定する。
かつ１１００〜１２００℃における安定した耐酸化性と
耐浸炭性とを確保するために、Ｎｉ含有量は、４０．０
〜５０．０％に規定する。
Ａｊ！：０．０２〜０．６％
Ａｌは高温域において合金表面に保護皮膜を形成し、浸
炭雲囲気からのＣの侵入を防止する。この耐浸炭性改善
効果を得るには０．０２％以上の含有を必要とする。な
お、Ａｆｆｉのクリープ破断強度向上に対する効果は少
なく、多量に含有すると却って室温における延性の低下
を招く。従って、０．６％を上限とする。
炭雲囲気からのＣの侵入を防止する。この耐浸炭性改善
効果を得るには０．０２％以上の含有を必要とする。な
お、Ａｆｆｉのクリープ破断強度向上に対する効果は少
なく、多量に含有すると却って室温における延性の低下
を招く。従って、０．６％を上限とする。
Ｎ ： ０．０８％以下
Ｎは不純物元素であり、多量に含有すると、硬化が進み
、脆化を招くので、０．０８％を上限とする。
、脆化を招くので、０．０８％を上限とする。
本発明合金は、上記諸元素のほか、更にＮｂ、Ｗの群か
ら選ばれる１種もしくは２種の元素、およびＴｉ、、Ｚ
ｒの群から選ばれる１種もしくは２種の元素を含有する
。
ら選ばれる１種もしくは２種の元素、およびＴｉ、、Ｚ
ｒの群から選ばれる１種もしくは２種の元素を含有する
。
Ｎｂ：０．３〜１．８％
Ｎｂは結晶粒界に共晶状のＮｂＣを晶出させ、粒界のク
リープ破壊抵抗性を高める。この効果は、０．３％から
認められ、含有量の増加とともに増大するが、１．８％
をこえると、増量の割に効果は小さい。従って、１．８
％を上限とし、好ましくは１．０％以下とする。
リープ破壊抵抗性を高める。この効果は、０．３％から
認められ、含有量の増加とともに増大するが、１．８％
をこえると、増量の割に効果は小さい。従って、１．８
％を上限とし、好ましくは１．０％以下とする。
Ｗ ： ０．５〜６．０％
Ｗはオーステナイト相への固溶、および粒界炭化物（Ｗ
Ｃ）の形成により、クリープ破断強度の向上に奏効する
。この効果は、含有量 ０．５％から認められ、その増
量に従って効果は増大する。
Ｃ）の形成により、クリープ破断強度の向上に奏効する
。この効果は、含有量 ０．５％から認められ、その増
量に従って効果は増大する。
しかし、含有量があまり多くなると、硬化して延性が乏
しくなり、加工性、溶接性が悪化するので、６．０％を
上限とする。より好ましくは、１．０〜５゜０％である
。
しくなり、加工性、溶接性が悪化するので、６．０％を
上限とする。より好ましくは、１．０〜５゜０％である
。
Ｔｉ：０．０２〜０．５％
Ｔｉは、チューブ等としての実使用時の再加熱によりオ
ーステナイト相中に生成するクロム炭化物の成長粗大化
を遅延させ、クリープ破断強度の向上に寄与する。この
効果を得るには、少な（とも０．０２％の含有量を必要
とする。しかし、多量に含有すると、析出物の粗大化、
酸化物系介在物の増量等により、強度の低下を招くので
、０．５％を上限とする。より好ましい含有量は０．１
〜０．４％である。
ーステナイト相中に生成するクロム炭化物の成長粗大化
を遅延させ、クリープ破断強度の向上に寄与する。この
効果を得るには、少な（とも０．０２％の含有量を必要
とする。しかし、多量に含有すると、析出物の粗大化、
酸化物系介在物の増量等により、強度の低下を招くので
、０．５％を上限とする。より好ましい含有量は０．１
〜０．４％である。
Ｚ ｒ ： ０．０２〜０．５％
Ｚｒはオーステナイト相中に固溶し、その固溶強化によ
りクリープ破断強度を高める。この効果を得るには、少
なくとも０．０２％を必要とする。含有量の増加に伴っ
て効果も増すが、０．５％をこえると、溶鋼の清浄度が
低下する。また、高価な材料添加の割には、その効果が
小さい。このため、０．５％を上限とする。より好まし
くは、０．１〜０．３％である。
りクリープ破断強度を高める。この効果を得るには、少
なくとも０．０２％を必要とする。含有量の増加に伴っ
て効果も増すが、０．５％をこえると、溶鋼の清浄度が
低下する。また、高価な材料添加の割には、その効果が
小さい。このため、０．５％を上限とする。より好まし
くは、０．１〜０．３％である。
゛〔実施例〕
高周波誘導溶解炉で溶製した合金溶湯を、遠心鋳造に付
し、中空鋳物（外径１３８ｍｍｘ肉厚２３．５ｍｍ×長
さ５２０ｍｍ）を得た。各供試鋳物の化学成分組成を第
１表に示す。各鋳物から試験片を採取し、それぞれにつ
き酸化試験、浸炭試験およびクリープ破断試験を、下記
の試験方法により行い、第２表に示す結果を得た。
し、中空鋳物（外径１３８ｍｍｘ肉厚２３．５ｍｍ×長
さ５２０ｍｍ）を得た。各供試鋳物の化学成分組成を第
１表に示す。各鋳物から試験片を採取し、それぞれにつ
き酸化試験、浸炭試験およびクリープ破断試験を、下記
の試験方法により行い、第２表に示す結果を得た。
（Ａ）酸化試験
試験片（１２酊φ×５０鶴ｌ）を、大気中、１２００℃
に１００時間加熱保持する。試験後、試験片表面のスケ
ールを除去し、酸化による重量減少量を測定し、腐食量
（ｍｍ ／ ｙｅａｒ）を求める。
に１００時間加熱保持する。試験後、試験片表面のスケ
ールを除去し、酸化による重量減少量を測定し、腐食量
（ｍｍ ／ ｙｅａｒ）を求める。
（Ｂ）浸炭試験
試験片（１２ｆｌφＸ５Ｑｍｍｌ）を、固型浸炭剤（デ
グサＫＧ３０）中、温度１１５０℃で３００時間保持す
る。
グサＫＧ３０）中、温度１１５０℃で３００時間保持す
る。
試験後、試験片の表面から０．２５鶴のピッチで切粉を
採取し、化学分析により、表面から深さ１龍の位置にお
ける炭素増加量を求める。
採取し、化学分析により、表面から深さ１龍の位置にお
ける炭素増加量を求める。
（Ｃ）クリープ破断試験゛
ＪＩＳ Ｚ ２２７２の規定による。試験温度：１
１５０℃、荷重：１ｋｇｆ／１ｍ”。
１５０℃、荷重：１ｋｇｆ／１ｍ”。
第 ２ 表
前記第２表に示すとおり、本発明合金は、従来材である
比較例随１０１（ＨＰ４０相当）および１ｌｈ１０２（
ＨＰ改良材相当）に比し、１１００℃を越える高温域に
おける耐酸化性、耐浸炭性およびクリープ破断寿命のい
ずれについてもすぐれている。
比較例随１０１（ＨＰ４０相当）および１ｌｈ１０２（
ＨＰ改良材相当）に比し、１１００℃を越える高温域に
おける耐酸化性、耐浸炭性およびクリープ破断寿命のい
ずれについてもすぐれている。
本発明の耐熱合金は、１１００℃をこえる高温域におい
て、従来材であるＨＫ４０材やＩｔＫ改良材を凌ぐ材料
特性を有し、１１５０℃付近においてもすぐれた耐酸化
性、耐浸炭性およびクリープ破断強度を示す、従って、
クランキングチューブ材として好適であり、従来材にま
さる耐久性・安定性を保証する。むろん、その用途は、
上記に限られず、リフオーマチューブ材料としても好適
であり、更にはラジアントチューブ、ハースローラ等の
各種高温用構造材料として有用である。
て、従来材であるＨＫ４０材やＩｔＫ改良材を凌ぐ材料
特性を有し、１１５０℃付近においてもすぐれた耐酸化
性、耐浸炭性およびクリープ破断強度を示す、従って、
クランキングチューブ材として好適であり、従来材にま
さる耐久性・安定性を保証する。むろん、その用途は、
上記に限られず、リフオーマチューブ材料としても好適
であり、更にはラジアントチューブ、ハースローラ等の
各種高温用構造材料として有用である。
Claims (1)
- （１）Ｃ：０．３〜０．５％、Ｓｉ：２．０％以下、Ｍ
ｎ：２．０％以下、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０３
％以下、Ｃｒ：３０．０〜４０．０％、Ｎｉ：４０．０
〜５０．０％、Ａｌ：０．０２〜０．６％、Ｎ：０．０
８％以下、並びにＮｂ：０．３〜１．８％、Ｗ：０．５
〜６．０％のいずれか１種もしくは２種、およびＴｉ：
０．０２〜０．５％、Ｚｒ：０．０２〜０．５％のいず
れか１種もしくは２種、残部実質的にＦｅからなるクリ
ープ破断強度、耐酸化性および耐浸炭性にすぐれた耐熱
合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2802785A JPS61186446A (ja) | 1985-02-14 | 1985-02-14 | 耐熱合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2802785A JPS61186446A (ja) | 1985-02-14 | 1985-02-14 | 耐熱合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61186446A true JPS61186446A (ja) | 1986-08-20 |
| JPS634897B2 JPS634897B2 (ja) | 1988-02-01 |
Family
ID=12237258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2802785A Granted JPS61186446A (ja) | 1985-02-14 | 1985-02-14 | 耐熱合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61186446A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01242751A (ja) * | 1988-03-24 | 1989-09-27 | Asahi Eng Co Ltd | 耐浸炭性にすぐれる耐熱合金 |
| JPH028336A (ja) * | 1988-06-28 | 1990-01-11 | Jgc Corp | 炭素析出抵抗性二層管 |
| JPH02267240A (ja) * | 1989-04-05 | 1990-11-01 | Kubota Corp | 耐熱合金 |
| JPH03111536A (ja) * | 1989-09-26 | 1991-05-13 | Kubota Corp | 耐熱合金 |
| JPH03240930A (ja) * | 1990-02-16 | 1991-10-28 | Kubota Corp | 耐浸炭性および溶接性にすぐれた耐熱合金 |
| JPH046242A (ja) * | 1990-04-23 | 1992-01-10 | Kubota Corp | 耐熱鋳鋼 |
| JPH0483840A (ja) * | 1990-07-24 | 1992-03-17 | Kubota Corp | 耐浸炭性にすぐれる複合層管 |
| JPH05195138A (ja) * | 1992-01-24 | 1993-08-03 | Kubota Corp | すぐれた耐浸炭性と高温低応力条件下における高いクリープ破断強度を備える耐熱合金 |
-
1985
- 1985-02-14 JP JP2802785A patent/JPS61186446A/ja active Granted
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01242751A (ja) * | 1988-03-24 | 1989-09-27 | Asahi Eng Co Ltd | 耐浸炭性にすぐれる耐熱合金 |
| JPH028336A (ja) * | 1988-06-28 | 1990-01-11 | Jgc Corp | 炭素析出抵抗性二層管 |
| JPH02267240A (ja) * | 1989-04-05 | 1990-11-01 | Kubota Corp | 耐熱合金 |
| JPH03111536A (ja) * | 1989-09-26 | 1991-05-13 | Kubota Corp | 耐熱合金 |
| JPH03240930A (ja) * | 1990-02-16 | 1991-10-28 | Kubota Corp | 耐浸炭性および溶接性にすぐれた耐熱合金 |
| JPH046242A (ja) * | 1990-04-23 | 1992-01-10 | Kubota Corp | 耐熱鋳鋼 |
| JPH0483840A (ja) * | 1990-07-24 | 1992-03-17 | Kubota Corp | 耐浸炭性にすぐれる複合層管 |
| JPH05195138A (ja) * | 1992-01-24 | 1993-08-03 | Kubota Corp | すぐれた耐浸炭性と高温低応力条件下における高いクリープ破断強度を備える耐熱合金 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS634897B2 (ja) | 1988-02-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |