JPS61186447A - 耐熱合金 - Google Patents
耐熱合金Info
- Publication number
- JPS61186447A JPS61186447A JP2802885A JP2802885A JPS61186447A JP S61186447 A JPS61186447 A JP S61186447A JP 2802885 A JP2802885 A JP 2802885A JP 2802885 A JP2802885 A JP 2802885A JP S61186447 A JPS61186447 A JP S61186447A
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- JP
- Japan
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- effect
- creep rupture
- resistant alloy
- less
- resistance
- Prior art date
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- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (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】
〔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タラソ
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、エチレンクラッ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（０，４Ｃ２５Ｃｒ −３５Ｎ ｉ
−Ｎｂ、Ｗ−Ｆｅ）は、１１００℃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、１１００
℃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℃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、１１００
℃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、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、とくに高クリープ破
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。
高温操業に十分に耐え得る緒特性、とくに高クリープ破
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ベンドとの接合
によりコイルを組み立てるに当たっては、ＴＩＧ溶接法
、ＭｒＧ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
、ＭｒＧ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：Ｑ、３〜０．５％、Ｓｉ
：２．０％以下、Ｍｎ：２．Ｑ％以下、Ｐ：０．０３％
以下、Ｓ ： ０．０３％以下、Ｃｒ ： ３０．０〜
４０．０％、Ｎ ｉ ： ３０．０〜４０．０％、Ｃｏ
： ５．０〜２０．０％、Ａ１：０６０２〜０．６％
、Ｎ：０．０８％以下、並びにＮｂ：０．３〜１．８％
、Ｗ ： ０．５〜６．０％ノイずれか１種もしくは２
種、およびＴ ｉ ： 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からなる成分組成を有する（成分含有量（％
）は重量％である）。
：２．０％以下、Ｍｎ：２．Ｑ％以下、Ｐ：０．０３％
以下、Ｓ ： ０．０３％以下、Ｃｒ ： ３０．０〜
４０．０％、Ｎ ｉ ： ３０．０〜４０．０％、Ｃｏ
： ５．０〜２０．０％、Ａ１：０６０２〜０．６％
、Ｎ：０．０８％以下、並びにＮｂ：０．３〜１．８％
、Ｗ ： ０．５〜６．０％ノイずれか１種もしくは２
種、およびＴ ｉ ： 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からなる成分組成を有する（成分含有量（％
）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
Ｓｔ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．Ｑ％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
Ｍ ｎ Ｓ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
含有しても、その増量の割には効果が小さいので、２．
０％を上限とする。
Ｍ ｎ Ｓ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
含有しても、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。
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 ： ３０．０〜４０．０％
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：３Ｑ、Ｑ〜４０．０％
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Ｃｒ１ｌ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含存置は、３０．
０〜４０．０％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含存置は、３０．
０〜４０．０％に規定する。
Ａｊ！：０．０２〜０．６％
ＡＩは高温域において合金表面に保護皮膜を形成し、浸
炭雰囲気からの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、ＡＩ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。
炭雰囲気からの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、ＡＩ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。
Ｃｏ ： ５．０〜２０．０％
ＣｏはＮｉと同様に、オーステナイト相の安定化、並び
に耐酸化性、高温強度の向上に奏効する。
に耐酸化性、高温強度の向上に奏効する。
この効果を得るには、少なくとも５．０％を必要とする
。含有量の増加に伴ってその効果は増すが、１２００℃
までの使用温度に対しては、Ｎｉ量との兼ね合いから、
最大２０．０％までの含有量で十分てある。従って、５
．０〜２０．０％とする。
。含有量の増加に伴ってその効果は増すが、１２００℃
までの使用温度に対しては、Ｎｉ量との兼ね合いから、
最大２０．０％までの含有量で十分てある。従って、５
．０〜２０．０％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Ｔ ｉ ％
Ｚ ｒＯ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Ｔ ｉ ％
Ｚ ｒＯ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 ： Ｏ，Ｓ〜６．０％
Ｗはオーステナイト相への固溶、および粒界炭化物の形
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。
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。
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
を遅延させることにより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、少なくとも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、０６５％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
を遅延させることにより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、少なくとも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、０６５％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。よって、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。よって、０．５％を上限とする。より好ましくは
、０．１〜０．３％である。
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１３８ｍｘ肉厚２３．５ｆｌ×長さ
５２０ｍ）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１３８ｍｘ肉厚２３．５ｆｌ×長さ
５２０ｍ）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（１２ｔｓφＸ５０１ｍ１）を、大気中、１２０
０℃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、酸化による重を減少量を測定し、腐
食量（鶴／ｙｅａｒ）を求める。
０℃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、酸化による重を減少量を測定し、腐
食量（鶴／ｙｅａｒ）を求める。
（Ｂ）浸炭試験
試験片（１２鰭φＸ６ＱｍＪ）を、固型浸炭剤（デグサ
ＫＧ３０）中、温度１１５０℃で３００時間保持する。
ＫＧ３０）中、温度１１５０℃で３００時間保持する。
試験後、試験片の表面から０．２５ｍ＋ａのピッチで切
粉を採取し、化学分析により、表面から深さＩＮの位置
における炭素増加量を求める。
粉を採取し、化学分析により、表面から深さＩＮ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℃、４ｔｒｒ重： １ ｋｇ ｆ ／ ｗ ”
。
１５０℃、４ｔｒｒ重： １ ｋｇ ｆ ／ ｗ ”
。
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１１ｈｌｏ１（ＨＰ４０相当）および阻１０２（
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１１ｈｌｏ１（ＨＰ４０相当）および阻１０２（
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ＨＫ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
ラッ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ＨＫ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
ラッ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：０．０
３％以下、Ｃｒ：３０．０〜４０．０％、Ｎｉ；３０．
０〜４０．０％、Ｃｏ：５．０〜２０．０％、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Ｔｉ：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 |
|---|---|---|---|
| JP2802885A JPS61186447A (ja) | 1985-02-14 | 1985-02-14 | 耐熱合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2802885A JPS61186447A (ja) | 1985-02-14 | 1985-02-14 | 耐熱合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61186447A true JPS61186447A (ja) | 1986-08-20 |
| JPS634898B2 JPS634898B2 (ja) | 1988-02-01 |
Family
ID=12237288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2802885A Granted JPS61186447A (ja) | 1985-02-14 | 1985-02-14 | 耐熱合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61186447A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5988797A (en) * | 1994-04-27 | 1999-11-23 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Recording head |
-
1985
- 1985-02-14 JP JP2802885A patent/JPS61186447A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5988797A (en) * | 1994-04-27 | 1999-11-23 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Recording head |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS634898B2 (ja) | 1988-02-01 |
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