JPS6123255B2 - - Google Patents
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- JPS6123255B2 JPS6123255B2 JP54003837A JP383779A JPS6123255B2 JP S6123255 B2 JPS6123255 B2 JP S6123255B2 JP 54003837 A JP54003837 A JP 54003837A JP 383779 A JP383779 A JP 383779A JP S6123255 B2 JPS6123255 B2 JP S6123255B2
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- Japan
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- alloy
- less
- carbon
- tested
- resistant
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
- C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
- C22C19/051—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
- C22C19/055—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being at least 20% but less than 30%
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
Description
本発明はニツケル基合金に関し、さらに詳細に
は、室温における水素割れおよび約200℃の温度
で硫化物および塩化物応力割れに抵抗性を有する
改良されたニツケル基合金に関する。 米国特許第2703277号明細書(1955年3月1日
付)には、表に示すように当業界でハステロイ
アロイXとして広く知られているスーパアロイ
が開示されている。ハステロイはCabot
Corporationの登録商標である。以下、「アロイ
X」と呼ぶこの合金は、恐らく20年以上にわたつ
て最も良く知られかつ最も使用されているスーパ
アロイであろう。アロイXは主として下記のもの
を包含する100年以上の私的および工業的明細書
の課題である:
は、室温における水素割れおよび約200℃の温度
で硫化物および塩化物応力割れに抵抗性を有する
改良されたニツケル基合金に関する。 米国特許第2703277号明細書(1955年3月1日
付)には、表に示すように当業界でハステロイ
アロイXとして広く知られているスーパアロイ
が開示されている。ハステロイはCabot
Corporationの登録商標である。以下、「アロイ
X」と呼ぶこの合金は、恐らく20年以上にわたつ
て最も良く知られかつ最も使用されているスーパ
アロイであろう。アロイXは主として下記のもの
を包含する100年以上の私的および工業的明細書
の課題である:
【表】
これらの明細書すべてにはわずかの変化を除い
て、重量%で約22%クロム、約18%鉄、約9%モ
リブデン、2.5%以下のコバルト、1%以下のタ
ングステン、マンガンおよび珪素の各々、約0.1
%炭素および残りニツケルの典型的組成を有する
最大1200℃までの高温酸化条件で特に使用するた
めの合金が記載されている。 アロイXは「サワーガス(sour gas)〕井戸操
作で成分として使用することの可能性についてテ
ストされた。「サワーガス」井戸環境で失敗した
ために、新規なまたは改良された耐食性合金が求
められている。「サワーガス」井戸操作は、一般
に約200〜250℃までの温度における高硫化水素お
よび塩化水素雰囲気のきわめて厳しい条件下で行
われる。 「サワーガス」腐食問題を克服するために、多
くの耐食性合金に関して多くの実験が必要とされ
る。水素割れに抵抗性のあるある合金は硫化物お
よび塩化物攻撃に対して抵抗性がなく、また、硫
化物および塩化物攻撃に抵抗性のあるある合金は
水素割れに抵抗性がないので完全な解決は不可能
であつた。このため、すべての公知の耐食性合金
およびある高温合金(アロイXを含む)でさえ
「サワーガス」操作で使用出来るかどうかテスト
された。いずれも種々の理由のために全く不満足
であつた。 本発明の主要な目的は、水素割れにもまた硫化
物および塩化物改撃にも抵抗性のある新規な耐食
性合金を提供することである。本発明の他の目的
は、「サワーガス」井戸操作で成分として使用す
るための新規な耐食性合金を提供することであ
る。他の目的および利点は本文の記載から明らか
になる。 本発明の目的は、表に記載の合金を提供する
ことにより達成される。表には、アロイXおよ
びテストプログラムで使用されたアロイX′の組
成も開示されている。 前述したように、商業的アロイXをテストし、
不満足であることが判明した。実験プログラムの
一部として、新規な合金(第で合金8700として
記載される)を考案し、テストした。合金8700は
アロイXと幾らか似ている。本発明の合金におい
て炭素含量の制御は非常に臨界的であるようであ
る。 本発明の合金は次の組成から本質的になる。す
なわち、重量で、コバルト0.5〜5.0%、クロム17
〜23%、モリブデン8〜10%、タングステン0.2
〜3.0%、鉄17〜22%、珪素0.32〜1.0%マンガン
1%以下、燐0.04%以下、硫黄0.03%以下、炭素
0.02%以下を含み、残りをニツケルである。コバ
ルトが0.5%より少ないと十分な加熱硬化がおこ
なわれず、一方5%を超えると費用がかかる割に
は相応する効果が得られない。また上記範囲であ
れば原料としてスクラツプを使うことができる。
クロムは17%より低いと十分な腐食抵抗性(およ
び硬度)をあたえず、一方23%を超えると更に利
点が得られる訳ではなく、延性を減じてしまう。
モリブデンおよびタングステンは金属組織の母体
の中で硬化をもたらす元素である。モリブデンが
8〜10%の範囲にあると最良の硬化効果をあたえ
るのに臨界的である。タングステンの0.2〜3%
は普通モリブデンに伴つて存在する。モリブデン
とタングステンとの合計が11%以上だと延性の低
い合金が得られる。鉄は17%より少ないと合金の
コストが上がり、その割には性質の改良はもたら
されない。一方22%より多いと腐食抵抗性が減じ
てしまう。珪素は1%以下で存在すると鋳造や熔
接のさいに流動性を改良するが0.32%以下では不
十分である。珪素が1.0%を超えると脆い合金と
なる。マンガン、燐、硫黄および炭素は存在して
もよいが、示した最大限度におさえなければなら
ない。 アロイXの高温強度特性は一般に合金中で炭化
物の生成に帰せられる。したがつて、アロイXに
おいて炭素は必須元素であり、0.05%以上の水準
で存在することが必要である。約0.10%以上の炭
素含量は各目上の目標点であり続ける。合金の鋳
造形では、約0.2%までのより高い炭素含量が一
般に好まい。 本発明の合金の炭素含量は、0.03以下であるこ
とが必要であり、約0.02%以下が好ましい。 例 アロイX′の試料をNACE溶液(5%NaCl+0.5
%CH3COOH+H2S)中で室温で水素割れに対す
る抵抗性についてテストした。試料は冷間加工60
%状態および冷間加工60%+熱処理状態で75%お
よび100%降伏の応力水準でテストした。各テス
トは1000時間にわたつて行い、その結果欠陥が生
じなかつた。データを表に示す。 例 アロイX′の試料を、冷間加工60%状態+100%
降伏の応力水準で200℃で200時間でテストした。
1つの試料は、オートクレーブでNACE溶液中で
200℃でテストし、硫化物応力割れに対する抵抗
性を測定した。試料は割れ、同時に腐食を受け
た。 他の試料はMgCl2の45%溶液中で159℃でテス
トし、塩化物応力割れに対する抵抗性を測定し
た。この試料にも割れが生じた。データの表に
示す。 例 アロイX′および合金8700の試料(両方共表
に記載)をテストして同一条件下で比較した。両
合金試料共冷間加工60%状態+ほゞ降伏に等しい
応力水準で200℃で200時間でテストした。本質的
に例(表)に記載の水素割れおよび本質的に
例(表)に記載の硫化物および塩化物応力割
れに対する抵抗性を測定するために試料をテスト
した。テストの結果を表に示す。 例から得られた表のデータは、合金8700が
従来技術アロイX′に比較して優れていることを
明示している。合金8700とアロイX′間の最も臨
界的な差は炭素含量にある。テストによれば、
0.018%の炭素を有する合金8700は割れを生せず
または腐食しなかつたが、しかし約0.10%の炭素
を有するアロイX′は割れを起したばかりでな
く、また硫化物の腐食攻撃も受けた。さらに、炭
素含量を低減することにより、室温水素割れに対
する合金の抵抗性は影響を受けなかつた。
て、重量%で約22%クロム、約18%鉄、約9%モ
リブデン、2.5%以下のコバルト、1%以下のタ
ングステン、マンガンおよび珪素の各々、約0.1
%炭素および残りニツケルの典型的組成を有する
最大1200℃までの高温酸化条件で特に使用するた
めの合金が記載されている。 アロイXは「サワーガス(sour gas)〕井戸操
作で成分として使用することの可能性についてテ
ストされた。「サワーガス」井戸環境で失敗した
ために、新規なまたは改良された耐食性合金が求
められている。「サワーガス」井戸操作は、一般
に約200〜250℃までの温度における高硫化水素お
よび塩化水素雰囲気のきわめて厳しい条件下で行
われる。 「サワーガス」腐食問題を克服するために、多
くの耐食性合金に関して多くの実験が必要とされ
る。水素割れに抵抗性のあるある合金は硫化物お
よび塩化物攻撃に対して抵抗性がなく、また、硫
化物および塩化物攻撃に抵抗性のあるある合金は
水素割れに抵抗性がないので完全な解決は不可能
であつた。このため、すべての公知の耐食性合金
およびある高温合金(アロイXを含む)でさえ
「サワーガス」操作で使用出来るかどうかテスト
された。いずれも種々の理由のために全く不満足
であつた。 本発明の主要な目的は、水素割れにもまた硫化
物および塩化物改撃にも抵抗性のある新規な耐食
性合金を提供することである。本発明の他の目的
は、「サワーガス」井戸操作で成分として使用す
るための新規な耐食性合金を提供することであ
る。他の目的および利点は本文の記載から明らか
になる。 本発明の目的は、表に記載の合金を提供する
ことにより達成される。表には、アロイXおよ
びテストプログラムで使用されたアロイX′の組
成も開示されている。 前述したように、商業的アロイXをテストし、
不満足であることが判明した。実験プログラムの
一部として、新規な合金(第で合金8700として
記載される)を考案し、テストした。合金8700は
アロイXと幾らか似ている。本発明の合金におい
て炭素含量の制御は非常に臨界的であるようであ
る。 本発明の合金は次の組成から本質的になる。す
なわち、重量で、コバルト0.5〜5.0%、クロム17
〜23%、モリブデン8〜10%、タングステン0.2
〜3.0%、鉄17〜22%、珪素0.32〜1.0%マンガン
1%以下、燐0.04%以下、硫黄0.03%以下、炭素
0.02%以下を含み、残りをニツケルである。コバ
ルトが0.5%より少ないと十分な加熱硬化がおこ
なわれず、一方5%を超えると費用がかかる割に
は相応する効果が得られない。また上記範囲であ
れば原料としてスクラツプを使うことができる。
クロムは17%より低いと十分な腐食抵抗性(およ
び硬度)をあたえず、一方23%を超えると更に利
点が得られる訳ではなく、延性を減じてしまう。
モリブデンおよびタングステンは金属組織の母体
の中で硬化をもたらす元素である。モリブデンが
8〜10%の範囲にあると最良の硬化効果をあたえ
るのに臨界的である。タングステンの0.2〜3%
は普通モリブデンに伴つて存在する。モリブデン
とタングステンとの合計が11%以上だと延性の低
い合金が得られる。鉄は17%より少ないと合金の
コストが上がり、その割には性質の改良はもたら
されない。一方22%より多いと腐食抵抗性が減じ
てしまう。珪素は1%以下で存在すると鋳造や熔
接のさいに流動性を改良するが0.32%以下では不
十分である。珪素が1.0%を超えると脆い合金と
なる。マンガン、燐、硫黄および炭素は存在して
もよいが、示した最大限度におさえなければなら
ない。 アロイXの高温強度特性は一般に合金中で炭化
物の生成に帰せられる。したがつて、アロイXに
おいて炭素は必須元素であり、0.05%以上の水準
で存在することが必要である。約0.10%以上の炭
素含量は各目上の目標点であり続ける。合金の鋳
造形では、約0.2%までのより高い炭素含量が一
般に好まい。 本発明の合金の炭素含量は、0.03以下であるこ
とが必要であり、約0.02%以下が好ましい。 例 アロイX′の試料をNACE溶液(5%NaCl+0.5
%CH3COOH+H2S)中で室温で水素割れに対す
る抵抗性についてテストした。試料は冷間加工60
%状態および冷間加工60%+熱処理状態で75%お
よび100%降伏の応力水準でテストした。各テス
トは1000時間にわたつて行い、その結果欠陥が生
じなかつた。データを表に示す。 例 アロイX′の試料を、冷間加工60%状態+100%
降伏の応力水準で200℃で200時間でテストした。
1つの試料は、オートクレーブでNACE溶液中で
200℃でテストし、硫化物応力割れに対する抵抗
性を測定した。試料は割れ、同時に腐食を受け
た。 他の試料はMgCl2の45%溶液中で159℃でテス
トし、塩化物応力割れに対する抵抗性を測定し
た。この試料にも割れが生じた。データの表に
示す。 例 アロイX′および合金8700の試料(両方共表
に記載)をテストして同一条件下で比較した。両
合金試料共冷間加工60%状態+ほゞ降伏に等しい
応力水準で200℃で200時間でテストした。本質的
に例(表)に記載の水素割れおよび本質的に
例(表)に記載の硫化物および塩化物応力割
れに対する抵抗性を測定するために試料をテスト
した。テストの結果を表に示す。 例から得られた表のデータは、合金8700が
従来技術アロイX′に比較して優れていることを
明示している。合金8700とアロイX′間の最も臨
界的な差は炭素含量にある。テストによれば、
0.018%の炭素を有する合金8700は割れを生せず
または腐食しなかつたが、しかし約0.10%の炭素
を有するアロイX′は割れを起したばかりでな
く、また硫化物の腐食攻撃も受けた。さらに、炭
素含量を低減することにより、室温水素割れに対
する合金の抵抗性は影響を受けなかつた。
【表】
【表】
【表】
* 欠陥:応力割れおよび腐食攻撃
【表】
* 欠陥:応力割れおよび腐食攻撃
Claims (1)
- 1 重量%で、コバルト0.5〜5.0%、クロム17〜
23%、モリブデン8〜10%、タングステン0.2〜
3.0%、鉄17〜22%、珪素0.32〜1.0%、マンガン
1%以下、燐、0.04%以下、硫黄0.03%以下、炭
素0.02%以下および残部ニツケルから本質的にな
る水素割れ、および硫化物、塩化物応力割れに対
して抵抗性の耐食性ニツケル基合金。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/879,561 US4171217A (en) | 1978-02-21 | 1978-02-21 | Corrosion-resistant nickel alloy |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54110918A JPS54110918A (en) | 1979-08-30 |
| JPS6123255B2 true JPS6123255B2 (ja) | 1986-06-05 |
Family
ID=25374391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP383779A Granted JPS54110918A (en) | 1978-02-21 | 1979-01-16 | Anticorrosion nickel alloy |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4171217A (ja) |
| JP (1) | JPS54110918A (ja) |
| CA (1) | CA1119845A (ja) |
| DE (1) | DE2904161A1 (ja) |
| FR (1) | FR2417550A1 (ja) |
| GB (1) | GB2014606B (ja) |
| IT (1) | IT1110984B (ja) |
| RO (1) | RO77845A (ja) |
| SE (1) | SE7901494L (ja) |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0031580B1 (en) * | 1979-12-29 | 1985-11-21 | Ebara Corporation | Coating metal for preventing the crevice corrosion of austenitic stainless steel |
| US4358511A (en) * | 1980-10-31 | 1982-11-09 | Huntington Alloys, Inc. | Tube material for sour wells of intermediate depths |
| JPS57134545A (en) * | 1981-02-13 | 1982-08-19 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Alloy for oil well pipe with superior stress corrosion cracking resistance |
| JPS57210938A (en) * | 1981-06-17 | 1982-12-24 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Precipitation hardening type alloy for high strength oil well pipe with superior stress corrosion cracking resistance |
| JPS57203737A (en) * | 1981-06-10 | 1982-12-14 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Alloy of high stress corrosion cracking resistance for high-strength oil well pipe |
| JPS57207144A (en) * | 1981-06-12 | 1982-12-18 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Alloy for oil well pipe with superior stress corrosion cracking resistance and hot workability |
| US4400210A (en) * | 1981-06-10 | 1983-08-23 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Alloy for making high strength deep well casing and tubing having improved resistance to stress-corrosion cracking |
| US4400211A (en) * | 1981-06-10 | 1983-08-23 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Alloy for making high strength deep well casing and tubing having improved resistance to stress-corrosion cracking |
| US4400209A (en) * | 1981-06-10 | 1983-08-23 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Alloy for making high strength deep well casing and tubing having improved resistance to stress-corrosion cracking |
| JPS586929A (ja) * | 1981-07-03 | 1983-01-14 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 耐応力腐食割れ性に優れた高強度油井管の製造法 |
| JPS589924A (ja) * | 1981-07-10 | 1983-01-20 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 耐応力腐食割れ性に優れた高強度油井管の製造法 |
| JPS5811737A (ja) * | 1981-07-13 | 1983-01-22 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 耐応力腐食割れ性に優れた高強度油井管の製造法 |
| US4421571A (en) * | 1981-07-03 | 1983-12-20 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Process for making high strength deep well casing and tubing having improved resistance to stress-corrosion cracking |
| US4788036A (en) * | 1983-12-29 | 1988-11-29 | Inco Alloys International, Inc. | Corrosion resistant high-strength nickel-base alloy |
| US4853183A (en) * | 1987-08-28 | 1989-08-01 | Chas S. Lewis & Co., Inc. | Air meltable castable corrosion resistant alloy and its process thereof |
| JP2560761B2 (ja) * | 1987-12-25 | 1996-12-04 | 東ソー株式会社 | ハロゲンおよび亜硫酸取扱い用機器 |
| JP2634103B2 (ja) * | 1991-07-12 | 1997-07-23 | 大同メタル工業 株式会社 | 高温用軸受合金およびその製造方法 |
| SE513552C2 (sv) * | 1994-05-18 | 2000-10-02 | Sandvik Ab | Användning av en Cr-Ni-Mo-legering med god bearbetbarhet och strukturstabilitet som komponent i avfallsförbränningsanläggningar |
| US6740291B2 (en) | 2002-05-15 | 2004-05-25 | Haynes International, Inc. | Ni-Cr-Mo alloys resistant to wet process phosphoric acid and chloride-induced localized attack |
| US6764646B2 (en) * | 2002-06-13 | 2004-07-20 | Haynes International, Inc. | Ni-Cr-Mo-Cu alloys resistant to sulfuric acid and wet process phosphoric acid |
| US20080196797A1 (en) * | 2007-02-16 | 2008-08-21 | Holmes Kevin C | Flow formed high strength material for safety systems and other high pressure applications |
| BR112022017964A2 (pt) | 2020-03-09 | 2022-12-06 | Ati Inc | Liga à base de níquel, e, método para fabricar uma liga à base de níquel |
| JP7644345B2 (ja) | 2020-05-22 | 2025-03-12 | 日本製鉄株式会社 | Ni基合金管および溶接継手 |
| JP7780702B2 (ja) | 2020-05-22 | 2025-12-05 | 日本製鉄株式会社 | Ni基合金継目無管および溶接継手 |
| JP7623585B2 (ja) | 2020-05-22 | 2025-01-29 | 日本製鉄株式会社 | Ni基合金管および溶接継手 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2703277A (en) * | 1952-06-12 | 1955-03-01 | Union Carbide & Carbon Corp | Nickel-base alloy for high temperature service |
| DE1210566B (de) * | 1961-04-01 | 1966-02-10 | Basf Ag | Verfahren zum Herstellen einer hoch-korrosionsbestaendigen und warmfesten Nickel-Chrom-Molybdaen-Legierung mit erhoehter Bestaendigkeit gegen interkristalline Korrosion |
| FR1532124A (fr) * | 1966-07-25 | 1968-07-05 | Int Nickel Ltd | Alliages à base de nickel |
| GB1160836A (en) * | 1966-09-19 | 1969-08-06 | Union Carbide Corp | Nickel-Base Alloys |
| US3769689A (en) * | 1972-01-12 | 1973-11-06 | Nasa | Method of making pressure-tight seal for super alloy |
| JPS495812A (ja) * | 1972-05-11 | 1974-01-19 | ||
| JPS5157626A (ja) * | 1974-11-16 | 1976-05-20 | Mitsubishi Metal Corp | Nitsukerukitainetsugokinno netsukankakoho |
-
1978
- 1978-02-21 US US05/879,561 patent/US4171217A/en not_active Expired - Lifetime
- 1978-12-21 GB GB7849544A patent/GB2014606B/en not_active Expired
-
1979
- 1979-01-12 IT IT19249/79A patent/IT1110984B/it active
- 1979-01-16 JP JP383779A patent/JPS54110918A/ja active Granted
- 1979-01-23 RO RO7996362A patent/RO77845A/ro unknown
- 1979-02-03 DE DE19792904161 patent/DE2904161A1/de not_active Withdrawn
- 1979-02-05 CA CA000320989A patent/CA1119845A/en not_active Expired
- 1979-02-20 SE SE7901494A patent/SE7901494L/ not_active Application Discontinuation
- 1979-02-20 FR FR7904228A patent/FR2417550A1/fr active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2417550B1 (ja) | 1984-12-28 |
| IT1110984B (it) | 1986-01-13 |
| CA1119845A (en) | 1982-03-16 |
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