JPS6160849A - High strength alloy having high corrosion resistance - Google Patents
High strength alloy having high corrosion resistanceInfo
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- JPS6160849A JPS6160849A JP18265384A JP18265384A JPS6160849A JP S6160849 A JPS6160849 A JP S6160849A JP 18265384 A JP18265384 A JP 18265384A JP 18265384 A JP18265384 A JP 18265384A JP S6160849 A JPS6160849 A JP S6160849A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、高耐食性合金インコネル690を改良して高
温クリープ破断強度を向上せしめた耐熱合金に係シ、特
に石炭を燃料とする火力発電用蒸気ボイラにおいて外側
の燃焼ガス温度が600〜800C,内側の蒸気温度が
600〜700C程度である高温高圧下で使用するのに
好適なボイラチューブ用素材である鍛造可能な高強匿・
高耐食性合金に関する。また、本発明は、溶融炭酸塩型
燃料電池用構造材料及び化学プラント用構造材料に適用
可能な合金に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a heat-resistant alloy with improved high-temperature creep rupture strength by improving the highly corrosion-resistant alloy Inconel 690. A forgeable, high-strength, forgeable material for boiler tubes that is suitable for use under high temperature and high pressure conditions, where the outside combustion gas temperature is approximately 600 to 800C and the inside steam temperature is approximately 600 to 700C.
Concerning highly corrosion resistant alloys. The present invention also relates to an alloy applicable to structural materials for molten carbonate fuel cells and structural materials for chemical plants.
従来の石炭燃焼ボイラチューブ、特に過熱器管のように
燃焼ガス及び付着灰(主にアルカリ塩)による苛酷な腐
食環境下で使用される材料は、腐食によるチューブ減肉
とクリープ及び疲労損傷の相乗作用によって破壊に到る
ことが多い。この腐食減肉の主な原因は燃焼ガ3中に含
まれるSowと燃焼灰に含まれる低融点のNazSO4
,KxSO4がチューブ外壁をアタックすることによる
と考えられている。一方、最近の火力発電プラントは、
省資源・省エネルギー及び発゛送効率の向上という点か
ら、従来の重油燃焼から石炭燃焼への移行、蒸気条件の
高温・高圧化が強力に推進されているため、前述の腐食
環境がよシ厳しくなるばかりでなく、従来よυも高い高
温強度を有する材料が要求されている。従来の石炭燃焼
ボイラではチ) −ブ外壁温度が最高で600C程度、
蒸気圧力が246KII/−程度でおったため、5US
300系ステンレス鋼、特に8U8316,5U832
1゜5US347等が使用されていた。これらのプラン
トにおいては、主に長時間使用中の腐食による減肉及び
水蒸気酸化が原因となって、これにクリープや疲労によ
る損傷が重量して破壊に到っていた。この燃焼ガス及び
付着灰による腐食に対する対策としては従来、チューブ
外壁にクロマイジング処理を施したり、希土類元素添加
により密着性のよい緻密な安定被膜を形成させたり、ま
た、低融点のアルカリ塩の融点を高めることなどにより
対処している。また、チューブ内壁の水蒸気酸化に対す
る対策としては、ショットピーニング等を施すことによ
り蒸気接触面の結晶粒を細かくすることによシ対処して
いる。しかしながら、例えばクロマイジング処理やショ
ットピーニングについてみると、実プラントに適用する
際の施工技術や溶接による効果低減の問題がある。さら
に、蒸気条件の高温・高圧化によって使用環境が厳しく
なっているため、素材自身が優れた耐高温ガス腐食性及
び耐水蒸気酸化性を有することが必要となってくる。ま
た、高温・高圧化によってチューブ設計寸法に対する設
計強度も上昇するため、上記耐食性とともに高温強度も
重要な要因となってくる。Conventional coal-fired boiler tubes, especially superheater tubes, are made of materials that are used in a severely corrosive environment due to combustion gases and attached ash (mainly alkali salts). The action often leads to destruction. The main causes of this corrosion thinning are the Sow contained in the combustion gas 3 and the low melting point NazSO4 contained in the combustion ash.
, KxSO4 attacks the outer wall of the tube. On the other hand, recent thermal power plants
In order to conserve resources, save energy, and improve transmission efficiency, the shift from conventional heavy oil combustion to coal combustion and higher steam conditions at higher temperatures and pressures are being strongly promoted, making the corrosive environment described above even more severe. There is a demand for materials that not only have high temperature strength, but also have high temperature strength υ higher than conventional ones. In conventional coal-fired boilers, the maximum outer wall temperature is around 600C,
Since the steam pressure was around 246KII/-, 5US
300 series stainless steel, especially 8U8316, 5U832
1°5 US347 etc. were used. In these plants, destruction occurred mainly due to thinning due to corrosion and steam oxidation during long-term use, and damage due to creep and fatigue added to this. Conventional countermeasures against corrosion caused by combustion gas and attached ash include applying chromizing treatment to the outer wall of the tube, forming a dense and stable film with good adhesion by adding rare earth elements, and using alkali salts with a low melting point. We are dealing with this by increasing the Further, as a countermeasure against steam oxidation of the inner wall of the tube, shot peening or the like is performed to make the crystal grains on the steam contact surface finer. However, when looking at chromizing treatment and shot peening, for example, there is a problem of reduced effectiveness due to construction techniques and welding when applied to actual plants. Furthermore, as the usage environment has become harsher due to higher temperature and higher pressure steam conditions, the material itself needs to have excellent high temperature gas corrosion resistance and steam oxidation resistance. Furthermore, as the temperature and pressure increase, the design strength relative to the tube design dimensions also increases, so high-temperature strength becomes an important factor as well as the above-mentioned corrosion resistance.
そのため、高温強度及び耐食性を兼ね備えたNi。Therefore, Ni has both high temperature strength and corrosion resistance.
Cr含有量の高い合金が必要である。このような合金と
しては、鉄基合金として3uFertherm(27C
r−3’6Ni−15Co)、インコロイ800 (2
1Cr−32Ni −0,4AA−0,4Ti)等があ
るが、前者についてはチューブへの加工、溶接に問題が
ら9、後者については若干強度が不足している。また、
ガスタービン用材料のNi基合金やCO基合金は多くの
ものが鋳鋼であり、引抜き加工によるシームレス管を製
造することが困難であるばかりでなく、時効硬化型のr
′析出強化型合金においでは溶接が不可能である。Alloys with high Cr content are required. As such an alloy, 3uFertherm (27C) is an iron-based alloy.
r-3'6Ni-15Co), Incoloy 800 (2
1Cr-32Ni-0, 4AA-0, 4Ti), etc., but the former has problems in processing and welding into tubes9, and the latter is slightly lacking in strength. Also,
Many of the Ni-based alloys and CO-based alloys used in gas turbine materials are cast steel, which not only makes it difficult to manufacture seamless pipes by drawing, but also makes it difficult to produce seamless pipes by drawing.
'Welding is not possible in precipitation-strengthened alloys.
したが2て、高強度・高耐食性合金としてはCr量が高
く、高温長時間加熱後も安定なオーステナイト組織を有
し、引抜き加工1曲げ加工、溶接性を考慮して溶体化処
理まで十分高温強度の得られる材料が必要である。高C
r −i’J i合金で強度・耐食性を有する合金とし
て例えば、特開昭52−92818号公報に示されるよ
うに、Crを重量比で10〜40%、Alを0.5〜5
%、Tiを0.5〜5%含むNi基合金でNi3 (A
l、 T i)すなわちr′相を時効析出することによ
り強度を得る合金があるが、この種のr′析出強化型合
金では上記のよりに施工過程に問題があるためボイラチ
ューブとしては不適当である。また、特開昭50−12
4822 に示される「耐熱、耐食性のすぐれたNi−
Cr合金」はTiとAlの含有量が1.8〜λ8%と高
く、さらにCOを16〜24%含むNi基合金で前者同
様時効析出強化型合金でちゃ、やはシボイラチューブと
しては不適当である。特開昭47−22823に示され
る「クロム−ニッケル合金」はCrを40〜55%含み
Nb、 Ta。However, as a high-strength, high-corrosion-resistant alloy, it has a high Cr content, has an austenitic structure that is stable even after long-term heating at high temperatures, and can be used at sufficiently high temperatures for drawing, bending, and solution treatment in consideration of weldability. Materials that provide strength are needed. High C
As an example of an r-i'J i alloy having strength and corrosion resistance, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-92818, the weight ratio of Cr is 10 to 40%, and Al is 0.5 to 5%.
%, Ni3 (A
In other words, there are alloys that gain strength by aging the r' phase, but these types of r' precipitation-strengthened alloys are unsuitable for boiler tubes because of the problems mentioned above in the construction process. It is. Also, JP-A-50-12
4822 "Ni- with excellent heat resistance and corrosion resistance"
Cr alloy is a Ni-based alloy that has a high Ti and Al content of 1.8 to λ8%, and also contains 16 to 24% CO, and like the former, it is an age-precipitation-strengthened alloy, so it is not suitable for use as a crimp tube. Appropriate. The "chromium-nickel alloy" disclosed in JP-A No. 47-22823 contains 40 to 55% Cr, Nb, and Ta.
Tiを添加し九Ni基合金であシ、この合金は窒化物生
成元素を添加して、高温長時間加熱後の室温における延
性低下を抑制するというもので、1、ボイラチューブの
ような強度部材としては適用困難である。さらに、特開
昭52−68021 K示される「耐熱性合金」はNi
を24〜53%、Crを20〜44%を含み、C及びS
i高めの遠心鋳造管として石油化学工場で使用されるパ
イプ等に使用されるものであり、ボイラチューブに適用
することは雛かしい。以上のように、高Cr−4Ji合
金としては、その強化因子からみると、Cat高くした
遠心鋳造合金あるいは高Al、Ti添加のγ′析出強化
型合金が主でちるため、チューブの製造、加工性、溶接
等の問題があり、ボイラチューブの素材としては適用が
難かしい。そこで、高Orのボイラチューブ材としては
、現状ではインコネル690が最適であるが、高温強度
特にクリープ破断強度が低いという問題点を有していた
。This alloy is a nine-Ni based alloy with the addition of Ti.This alloy has nitride-forming elements added to suppress the decrease in ductility at room temperature after long-term heating at high temperatures.1. As such, it is difficult to apply. Furthermore, the "heat-resistant alloy" shown in JP-A-52-68021K is Ni
Contains 24-53% of Cr, 20-44% of Cr, C and S
It is a high centrifugally cast tube that is used for pipes used in petrochemical factories, and it is difficult to apply it to boiler tubes. As mentioned above, in terms of strengthening factors, high Cr-4Ji alloys are mainly centrifugal cast alloys with high Cat or γ' precipitation strengthened alloys with high Al and Ti additions. It is difficult to use as a material for boiler tubes due to problems such as compatibility and welding. Therefore, Inconel 690 is currently most suitable as a high-Or boiler tube material, but it has the problem of low high-temperature strength, particularly low creep rupture strength.
本発明の目的は、クリープ破断強度及び耐食性をも兼、
ね備えた特に石炭を燃料とする火力発電ボイラチューブ
に好適な鍛造可能な高強度・高耐食性合金を提供するこ
とにある。The purpose of the present invention is to improve creep rupture strength and corrosion resistance,
The object of the present invention is to provide a forgeable high-strength, high-corrosion-resistant alloy suitable for boiler tubes for thermal power generation using coal as fuel.
本発明は、重量比でC:0.03〜0.15%。 In the present invention, C: 0.03 to 0.15% by weight.
Ni:55〜65%、Cr:28〜32%l Mrl:
0.7〜1.2%、 s′i: 0.7〜1.2%、M
o:0.8〜1.6%、Nb:0.6〜1.5%、Al
:0.3〜0.7%、 ’p i : 0.6〜10%
及び残部F6からなシ、(A A/ T r )重量比
が0.2〜0.5であり、全オーステナイト組織を有す
ることを4!徴とする鍛造可能な高強度・高耐食性合金
にある。また、他の発明は上記の特定発明においてht
/Tr:0.2゛〜0,5と限定したもの、高温長時間
加熱後による炭化物の凝集粗大化を抑制するために、Z
’1)(f、’l’aの内生なくとも1種以上を0.0
3〜0、5%を含むものである。本発明に係る高強度・
高耐食性合金について、各成分元素の限定理由を説明す
る。Ni: 55-65%, Cr: 28-32% Mrl:
0.7-1.2%, s'i: 0.7-1.2%, M
o: 0.8-1.6%, Nb: 0.6-1.5%, Al
: 0.3-0.7%, 'pi: 0.6-10%
and the remainder F6, the (A A / T r ) weight ratio is 0.2 to 0.5, and it has an entirely austenitic structure. It is a high-strength, high-corrosion-resistant alloy that can be forged. In addition, other inventions are ht in the above specified invention.
/Tr: limited to 0.2゛~0.5, Z
'1) (0.0 endogeneity of at least one type of f, 'l'a)
It contains 3 to 0.5%. High strength according to the present invention
The reason for limiting each component element for the highly corrosion resistant alloy will be explained.
Cはオーステナイト生成元素であるとともに、母相中に
固溶して高温強度を維持するのに有効でちる。また、M
o,Nb、 Ti等と炭化物を形成し粒内に析出して高
温強度を向上させるが、Cの含有量が0.03%未満で
はその効果が少危ぐなるとともにσ相を生成して脆化し
、高温長時間側のクリープ破断強度も著しく低下する。C is an austenite-forming element, and is effective in maintaining high-temperature strength by being solid-solved in the matrix. Also, M
C, Nb, Ti, etc., form carbides and precipitate within the grains, improving high-temperature strength. However, if the C content is less than 0.03%, this effect is slightly compromised and σ phase is generated, resulting in embrittlement. , the creep rupture strength at high temperatures for long periods of time is also significantly reduced.
また、0.15%をこえると、結晶粒界に炭化物が析出
、凝集粗大化して高温強度が低下するとともに、加工性
。Moreover, when it exceeds 0.15%, carbides precipitate at grain boundaries, aggregate and coarsen, resulting in a decrease in high-temperature strength and poor workability.
溶接性を害する。さらに、耐食性向上に有効なCrをC
ruCs聾の炭化物として固定してしまうために、固溶
Cr量が減少して結晶粒界近傍のCr欠乏相から優先的
に腐食が進行してしまう。Impairs weldability. Furthermore, Cr, which is effective in improving corrosion resistance, is
Since ruCs is fixed as a deaf carbide, the amount of solid solution Cr decreases, and corrosion preferentially progresses from the Cr-deficient phase near the grain boundaries.
以上のことより、Cの含有量を0.03〜0.15%と
した。特K O,05〜0.12%が好ましい。Based on the above, the C content was set to 0.03 to 0.15%. Especially KO is preferably 05 to 0.12%.
NiはCrと共存して重性加工性を高めるとともにオー
ステナイト組織を安定化し、母相中に固溶して高温強度
を維持する。完全なオーステナイト組織を得るKはNi
当量とCr当1tとの関係式から計算した7工フラ線図
より約28%以上必要である。Niを多く含有するほど
、耐食性が向上するので、Cr量とNi量の合計が約9
0%となるように調整されている。Ni coexists with Cr to improve heavy workability, stabilizes the austenite structure, and maintains high-temperature strength by forming a solid solution in the matrix. K to obtain a complete austenite structure is Ni
According to the 7-factor diagram calculated from the relational expression between equivalent weight and 1t of Cr, about 28% or more is required. The more Ni is contained, the better the corrosion resistance is, so if the total amount of Cr and Ni is about 9
It has been adjusted to be 0%.
また、p e −Cr −pJ i系ではCr量が増加
すると600〜5oocの範囲でσ相を生成し、伸び、
絞プおよびクリープ強さが低下する。オーステナイトと
フェライトの2相合金(γ+α)あるいは完全なオース
テナイト(γ)であってもσ相が生成する。Cr量を3
0%と一定にした場合にNi量を増加するに伴ってσ相
の生成は抑、制される傾向にある。In addition, in the p e -Cr -pJ i system, when the amount of Cr increases, a σ phase is generated in the range of 600 to 5 ooc, elongation,
Squeezing and creep strength is reduced. Even in a two-phase alloy of austenite and ferrite (γ+α) or complete austenite (γ), a σ phase is generated. The amount of Cr is 3
When the amount of Ni is kept constant at 0%, the generation of the σ phase tends to be suppressed as the amount of Ni increases.
Cr量を30%と一定にしてNi量を20〜70%まで
変化した場合Ni量は多いほど耐食性を改善する効果が
大きいが、σ相の生成を抑制する観点から60%程度が
好ましい。When the Cr content is kept constant at 30% and the Ni content is varied from 20 to 70%, the larger the Ni content, the greater the effect of improving corrosion resistance, but from the viewpoint of suppressing the formation of the σ phase, about 60% is preferable.
したがって、Ni量が55%未満ではσ相の生成を抑制
する効果が少なく、またCr量との関係でNitは55
〜65%の範囲に限定される。特に、58〜62%が好
ましい。Therefore, if the Ni content is less than 55%, the effect of suppressing the formation of the σ phase is small, and in relation to the Cr content, the Ni content is less than 55%.
~65%. In particular, 58 to 62% is preferable.
さらに、本発明に、おける特徴は、ht、’riを複合
添加することにより、高温で使用中にN is (A4
T i )金属間化合物すなわちγ′相を析出する点
にあり、これによって高温強度特にクリープ破断強度の
向上することにある。γ′相の成虫はAl、’riの添
加量に影響される。Furthermore, the present invention is characterized in that by adding ht and 'ri in combination, N is (A4
T i ) The purpose is to precipitate an intermetallic compound, that is, the γ' phase, thereby improving high temperature strength, particularly creep rupture strength. Adults in the γ' phase are affected by the amount of Al and 'ri added.
Crは優先酸化されて表面に密着性の良い保護被膜を生
成し耐酸化性を著しく改善するのに有効な元素である。Cr is an element that is preferentially oxidized to form a protective film with good adhesion on the surface and is effective in significantly improving oxidation resistance.
十分な耐酸化性を得るには少なくとも28%以上必要で
あシ、σ相の生成を抑制する観点から32%を越える添
加量は好ましくない。In order to obtain sufficient oxidation resistance, at least 28% or more is required, and from the viewpoint of suppressing the formation of the σ phase, it is not preferable to add more than 32%.
11Ji量を40%と一定にしてCr量を20〜50%
の範囲で変化させた場合のCr量と耐酸化性の関係を調
べた結果から耐酸化性を改善するにはCr量を28%以
上にする必要がある。しかし、32%を越えるCr量は
η相の生成が促進されるので、好ましくない。11Ji amount is constant at 40% and Cr amount is 20 to 50%.
From the results of investigating the relationship between the Cr content and oxidation resistance when the content is varied within the range of 28% or more, the Cr content must be 28% or more in order to improve the oxidation resistance. However, a Cr content exceeding 32% is undesirable because the formation of the η phase is promoted.
Siは脱酸作用があり脱酸剤として必要な元素であると
ともに耐食性を改善する元素であるが、あまり多く添加
するとη相の生成を促進させて脆化するので、Siの含
有量は0.7〜1.2%とした。Si has a deoxidizing effect and is a necessary element as a deoxidizing agent, as well as an element that improves corrosion resistance. However, if too much is added, it will promote the formation of η phase and cause embrittlement, so the Si content should be 0. It was set at 7 to 1.2%.
MnはSiと同様に脱酸剤として必要な元素でありかつ
Sと結合してMnSを生成して高温割れを防止する元素
であるが、らまシ多く添加すると、η相を生成して脆化
するので、Mnの含有量は0.7〜1.2%とした。Like Si, Mn is an element necessary as a deoxidizing agent and is an element that combines with S to form MnS and prevents high-temperature cracking. However, when a large amount of Mn is added, it forms an η phase and causes brittleness. Therefore, the Mn content was set to 0.7 to 1.2%.
Moは本発明における重要な元素でちシ、石炭燃焼ガス
に対する耐高温腐食性を劣化することなく、r固溶体の
基地を強化するとともに、その一部は炭化物として析出
し高温強度を向上させ且つ結晶粒界を強化する。さらに
強化因子となる炭化物及びγ′相の粒界への凝集粗大化
を抑制する効果がある。しかしながら、Molが0.8
%未満ではその効果が小さく、また1、6%を越えると
、かえってη相の析出を助長し加工性が著しく低下する
ので0,8〜1,6%に限定した。Mo is an important element in the present invention, and it strengthens the solid solution base without deteriorating high-temperature corrosion resistance against coal combustion gas, and some of it precipitates as carbide, improving high-temperature strength and forming crystals. Strengthen grain boundaries. Furthermore, it has the effect of suppressing the agglomeration and coarsening of carbides and γ' phase, which are strengthening factors, at grain boundaries. However, Mol is 0.8
If the content is less than 1.0%, the effect will be small, and if it exceeds 1.6%, the precipitation of the η phase will be promoted and the workability will be significantly reduced.
Nbはs r、Mn、MolあるいはTiと同様にη相
の生成を助長する元素であるが、炭化物を析出して高温
強度を向上させるのに有効である。Nb, like Sr, Mn, Mol, or Ti, is an element that promotes the formation of the η phase, and is effective in precipitating carbides and improving high-temperature strength.
また、微細で安定な炭化物を形成し、高温で使用中の結
晶粒の粗大化を防止するとともに、r固溶体の基地に固
溶しているCの移動を抑制することにより粒界への炭化
物の凝集粗大化を抑制する。In addition, it forms fine and stable carbides and prevents the coarsening of crystal grains during use at high temperatures.It also suppresses the movement of C dissolved in the base of the r solid solution, which allows carbides to move to grain boundaries. Suppresses agglomeration and coarsening.
しかしながら、Nb量が0.6%未満ではその効果が小
さく、また1、5%を越えると、η相を生成してクリー
プ破断強度を低下させるので、Nb量を0.6〜1.5
%に限定した。However, if the Nb content is less than 0.6%, the effect will be small, and if it exceeds 1.5%, η phase will be generated and the creep rupture strength will be reduced.
%.
AAは、耐酸化性の向上に有効であるとともに、本発明
の特徴であるγ′相の粧出に寄与する元素である。通常
、Tlとの複合添加により、N 13(Al、 T I
)金属間化合物を生成することによって高温強度向上に
寄与する。しかしながら、A4量が0.3%未満になる
とγ′相に含まれるTi量が増加し、Ni3Tiすなわ
ちη相を析出して著しく強度を低下させる。また0、7
%を越えると過剰のAlがAlNを析出し、延性を著し
く低下させる。AA is an element that is effective in improving oxidation resistance and also contributes to the appearance of the γ' phase, which is a feature of the present invention. Usually, N 13 (Al, T I
) Contributes to improving high-temperature strength by generating intermetallic compounds. However, when the amount of A4 is less than 0.3%, the amount of Ti contained in the γ' phase increases, and Ni3Ti, that is, the η phase, is precipitated and the strength is significantly reduced. Also 0, 7
%, excess Al will precipitate AlN, significantly reducing ductility.
TiはNb、Moと同様に炭化物を生成し析出強化して
高温強度、延性を向上するとともに、Alとの複合添加
によりγ′相を析出して高温強度を向上させる。この効
果が有効に働くのはAl/Tiの比で0.2〜0.5の
範囲であり、0.2未満であるとη相を析出することに
よシ高温強度を著しく低下させる。また、0.5を越え
ると効果が小さくなってしまう。Al量と(Al/T
i )比の関係からTi量は0.6〜2.0%となる。Like Nb and Mo, Ti forms carbides and strengthens by precipitation, improving high temperature strength and ductility, and when added in combination with Al, precipitates the γ' phase to improve high temperature strength. This effect works effectively when the Al/Ti ratio is in the range of 0.2 to 0.5, and when it is less than 0.2, the high temperature strength is significantly lowered by precipitation of the η phase. Moreover, if it exceeds 0.5, the effect becomes small. Al amount and (Al/T
i) From the relationship of the ratio, the amount of Ti is 0.6 to 2.0%.
特に0.9〜1.6%が好ましい。Particularly preferred is 0.9 to 1.6%.
Feは、熱間加工性及び強度を高め、又はNb1Ti、
Mo等の合金元素を添加するのに7工ロ合金を使用して
行うためになくてはならないものであるが、10%以下
が好ましい。特に2〜6%が好ましい。(Al/T i
)比は0.2〜0.5で最も強度が高く、且つ耐食性
が優れている。より耐食性の優れているのは、0.25
〜0.45である。Fe increases hot workability and strength, or Nb1Ti,
It is indispensable for adding alloying elements such as Mo using a 7-E alloy, but it is preferably 10% or less. In particular, 2 to 6% is preferable. (Al/Ti
) ratio is 0.2 to 0.5, which gives the highest strength and excellent corrosion resistance. 0.25 has better corrosion resistance.
~0.45.
本発明合金は溶体化処理されたままの全オーステナイト
組織を有する。溶体化処理温度は1,100〜1,20
0Cが好ましく、特に1150〜1175Gがよい。The alloy of the present invention has an all-austenitic structure as solution treated. Solution treatment temperature is 1,100 to 1,20
0C is preferred, and 1150-1175G is particularly preferred.
第1表に示す化学組成の本発明鋼および比較鋼を溶製し
た後、造塊−圧延して鋼板にし、固溶化処理を施した後
、供試材とした。Inventive steels and comparative steels having the chemical compositions shown in Table 1 were melted and then ingot-rolled into steel plates, which were subjected to solution treatment and then used as test materials.
固溶化処理は、本発明鋼A1〜10及び比較鋼All〜
18について1175CX20関水冷。The solution treatment was carried out on the invention steels A1 to 10 and the comparative steels All to
About 18 1175CX20 Seki water cooling.
比較銅属19.20について1150CX30m水冷、
比較鋼煮21について1050CX30關水冷を施した
ものである。Comparative copper metal 19.20 about 1150CX30m water cooling,
Comparative steel boiler 21 was water-cooled with 1050CX30.
次に固溶化処理を施した各供試材について、腐食試験と
クリープ破断試験を行って耐食性とクリープ破断強度を
比較した。Next, a corrosion test and a creep rupture test were performed on each sample material subjected to the solution treatment, and the corrosion resistance and creep rupture strength were compared.
なお、腐食試験はモル比でNaz804:KzSO4:
FezO1の比が1.5 : 1.5 + 1からなる
混合物を供試材の表面に塗布し、750Cで1%802
゜10%CCh、5%02およびN2の混合ガス中で1
00時間保持し、試験後の腐食減量をもって耐食性を評
価した。また、’750 C,10’時間クリープ破
断強度は700C,750C。In addition, the corrosion test was performed using a molar ratio of Naz804:KzSO4:
A mixture of FezO1 with a ratio of 1.5:1.5 + 1 was applied to the surface of the test material and heated to 1% 802 at 750C.
゜1 in a mixed gas of 10% CCh, 5% 02 and N2
The corrosion resistance was evaluated based on the corrosion weight loss after the test. In addition, '750 C, 10' hour creep rupture strength is 700 C, 750 C.
800Cのクリープ破断強度からラルノンーミラーのパ
ラメータを用いて整理したもので評価した。The creep rupture strength at 800C was evaluated using Larnon-Miller parameters.
それらの結果を第2表及び第3表に示す。The results are shown in Tables 2 and 3.
第2表に示す如く、本発明鋼及び比較鋼の内30%Cr
−60%Ni系の材料は比較鋼の轟19(SUS304
)及びA20(インコロイ800H)に比べてそれぞれ
6倍、3倍程度の耐食性を示し、比較鋼A21(インコ
ネル690)と同等の耐食性を示している。As shown in Table 2, 30% Cr of the present invention steel and comparative steel
-60%Ni-based material is comparative steel Todoroki 19 (SUS304)
) and A20 (Incoloy 800H), the corrosion resistance is about 6 times and 3 times higher, respectively, and the same corrosion resistance as the comparative steel A21 (Inconel 690).
第1図は(Al/T i )の重量比と腐食減量との関
係を示す線図である。図はTi量0.9〜1.6%のも
のについて結んだ線図である。図に示すように、(Al
/Ti>比が0.25〜0.5のとき腐食量が少なく、
特に0.25〜0.45のとき最も顕著な効果が見られ
る。FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the weight ratio of (Al/T i ) and corrosion loss. The figure is a diagram connected for the Ti content of 0.9 to 1.6%. As shown in the figure, (Al
/Ti>When the ratio is 0.25 to 0.5, the amount of corrosion is small;
In particular, the most remarkable effect is seen when the ratio is 0.25 to 0.45.
第3表に示す如く30%Qr−60%Ni系合金の内水
発明鋼である(Al/Ti)の比で0.2〜0.5のも
のは比較鋼より1.5〜2倍の強度を有する。As shown in Table 3, the 30%Qr-60%Ni alloy inland water invention steel with an (Al/Ti) ratio of 0.2 to 0.5 is 1.5 to 2 times that of the comparative steel. Has strength.
第 2 表
第 3 表
第2図は(Al/Ti)比と750CXi、000hク
リ一プ破断強度との関係を示す線図である。Tables 2 and 3 are diagrams showing the relationship between the (Al/Ti) ratio and the 750CXi, 000h clip rupture strength.
図に示す如< (Al/T i )の値が0.2〜0.
5のとき最も高い強度を有している。As shown in the figure, the value of (Al/T i ) is between 0.2 and 0.
5 has the highest strength.
第3図は発明鋼(A7鋼)とAl/Tiの範囲外の比較
鋼(A14鋼)及びインコネル690(A21)のクリ
ープ破断強度を示したものである。煮7鋼は直線的に変
化し高い強度を示しているが、煮14鋼は扁21のイン
コネル690と比較すると強度が高いが長時間側で曲線
的に低下する傾向がある。FIG. 3 shows the creep rupture strength of the invention steel (A7 steel), comparative steel (A14 steel) outside the Al/Ti range, and Inconel 690 (A21). Boiled 7 steel changes linearly and shows high strength, while Boiled 14 steel has higher strength compared to Inconel 690 of flat 21, but tends to decrease in a curved manner over a long period of time.
本発明によれば、高温高圧の石炭燃焼ガス及び高温蒸気
においても耐高温腐食性に優れ且つ高いクリープ破断強
度を兼ね備えた鍛造可能な高強庇・高耐食性合金が得ら
れ、この合金を火力発電プラント用石炭焚ボイラチュー
ブに適用することによって発電効率を向上させるととも
に石炭の有効利用に極めて効果がある。According to the present invention, a forgeable, high-strength eave/high-corrosion-resistant alloy that has excellent high-temperature corrosion resistance and high creep rupture strength even in high-temperature, high-pressure coal combustion gas and high-temperature steam can be obtained, and this alloy can be used in thermal power generation plants. By applying it to coal-fired boiler tubes, it is extremely effective in improving power generation efficiency and effectively utilizing coal.
第1図は(Al/Ti)の比と腐食減量との関係を示す
線図、第2図は(Al/T i )の比とクリープ破断
強度との関係を示す線図、第3図はクリープ破断強度と
破断時間との関係を示す線図でおる。Figure 1 is a diagram showing the relationship between the (Al/Ti) ratio and corrosion loss, Figure 2 is a diagram showing the relationship between the (Al/Ti) ratio and creep rupture strength, and Figure 3 is a diagram showing the relationship between the (Al/Ti) ratio and creep rupture strength. This is a diagram showing the relationship between creep rupture strength and rupture time.
Claims (1)
65%、Cr:28〜32%、Mn:0.7〜1.2%
、Si:0.7〜1.2%、Mo:0.8〜1.6%、
Nb:0.6〜1.5%、Al:0.3〜0.7%、T
i:0.6〜2.0%及び残部Feからなり、(Al/
Ti)の重量比が0.2〜0.5であり、全オーステナ
イト組織を有することを特徴とする高強度・高耐食性合
金。 2、特許請求の範囲第1項において、600〜800℃
の石炭燃焼ガス及び燃焼灰にさらされる環境下でシーム
レス管ボイラチューブの素材に用いることを特徴とする
高強度・高耐食性合金。 3、重量で、C:0.03〜0.15%、Ni:55〜
65%、Cr:28〜32%、Mn:0.5〜1.5%
、Si:0.5〜1.5%、Mo:0.8〜1.6%、
Nb:0.6〜1.5%、Al:0.3〜0.7%、T
i:0.6〜2.0%、Zr、Hf及びTaの1種又は
2種以上の合計で0.03〜0.5%及び残部Feから
なり、(Al/Ti)の重量比が0.2〜0.5であり
、全オーステナイト組織を有することを特徴とする高強
度・高耐食性合金。[Claims] 1. By weight, C: 0.03~0.15%, Ni: 55~
65%, Cr: 28-32%, Mn: 0.7-1.2%
, Si: 0.7-1.2%, Mo: 0.8-1.6%,
Nb: 0.6-1.5%, Al: 0.3-0.7%, T
i: 0.6 to 2.0% and the balance is Fe, (Al/
A high-strength, high-corrosion-resistant alloy characterized by having a weight ratio of Ti) of 0.2 to 0.5 and having an entirely austenitic structure. 2. In claim 1, 600 to 800°C
A high-strength, high-corrosion-resistant alloy that is used as a material for seamless boiler tubes in environments exposed to coal combustion gas and combustion ash. 3. By weight, C: 0.03~0.15%, Ni: 55~
65%, Cr: 28-32%, Mn: 0.5-1.5%
, Si: 0.5-1.5%, Mo: 0.8-1.6%,
Nb: 0.6-1.5%, Al: 0.3-0.7%, T
i: 0.6 to 2.0%, the total of one or more of Zr, Hf, and Ta 0.03 to 0.5%, and the balance is Fe, and the weight ratio of (Al/Ti) is 0. .2 to 0.5, and has an entirely austenitic structure.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18265384A JPS6160849A (en) | 1984-09-03 | 1984-09-03 | High strength alloy having high corrosion resistance |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18265384A JPS6160849A (en) | 1984-09-03 | 1984-09-03 | High strength alloy having high corrosion resistance |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6160849A true JPS6160849A (en) | 1986-03-28 |
Family
ID=16122074
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18265384A Pending JPS6160849A (en) | 1984-09-03 | 1984-09-03 | High strength alloy having high corrosion resistance |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6160849A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002092865A1 (en) * | 2001-05-15 | 2002-11-21 | Thyssenkrupp Vdm Gmbh | Austenitic thermally-stable nickel-based alloy |
JP2013527805A (en) * | 2010-03-31 | 2013-07-04 | ジーイー−ヒタチ・ニュークリア・エナジー・アメリカズ・エルエルシー | Nickel-based alloy, welding material formed from the alloy, and use of welding material in welding method |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5162126A (en) * | 1974-11-29 | 1976-05-29 | Mitsubishi Metal Corp | TAINETSUSEINITSUKERUKIGOKIN |
-
1984
- 1984-09-03 JP JP18265384A patent/JPS6160849A/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5162126A (en) * | 1974-11-29 | 1976-05-29 | Mitsubishi Metal Corp | TAINETSUSEINITSUKERUKIGOKIN |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002092865A1 (en) * | 2001-05-15 | 2002-11-21 | Thyssenkrupp Vdm Gmbh | Austenitic thermally-stable nickel-based alloy |
JP2013527805A (en) * | 2010-03-31 | 2013-07-04 | ジーイー−ヒタチ・ニュークリア・エナジー・アメリカズ・エルエルシー | Nickel-based alloy, welding material formed from the alloy, and use of welding material in welding method |
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