JPS63145740A - 耐食性時効硬化ニッケル基合金 - Google Patents
耐食性時効硬化ニッケル基合金Info
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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)
本発明はニッケル基合金、より詳しく云うと、熱処理状
態で耐食性と時効硬化性または析出硬化性とを合せもち
、かつ合金の再結晶温度以下での加工を必要としないニ
ッケル基合金及び該合金からつくられる製品に関する。
態で耐食性と時効硬化性または析出硬化性とを合せもち
、かつ合金の再結晶温度以下での加工を必要としないニ
ッケル基合金及び該合金からつくられる製品に関する。
(従来の技術及び発明が解決しようとする問題点)化石
燭料に関する広範囲に亘る調査の結果、酸性の坑井(s
our well)を調査し、開発するのに必要とされ
る装置が遭遇する条件を克服するような、改良された耐
食性と降伏強さを備えた合金に対する要望が高まってい
ることがわかった。特に、深い酸性坑井においては、通
常遭遇する条件は、良好な耐孔食、間隙腐食及び耐応力
腐食割れが、大きい強度及び良好な延性と組合せて要求
されるようなものである。このような環境においては、
CfL−、H2S′E!、びCo、が高圧及び高温で存
在する。必要とされる強度は、部品が冷間加工されるも
のではないので、冷間加工条件ではなく時効硬化条件に
おいて0.2零の降伏強さが100ksi以上好ましく
は120ksi以上であるが、これは著しく困難であり
かつ過度の費用を要することになる。このような厳しい
要件を満たすことができる合金は、酸性の坑井において
使用する素子の製造に使用するために以前から待望され
てきた。かかる材料はまた、化学プロセス工業、その他
優れた耐応力割れが必要とされる産業におけるような、
大きい応力下で塩化物及び硫化物の少なくとも一方に対
し充分に耐えることが必要な環境に対して、複雑な形状
あるいは比較的大きなサイズの部材が暴露される他の用
途における使用にも充分に適している。
燭料に関する広範囲に亘る調査の結果、酸性の坑井(s
our well)を調査し、開発するのに必要とされ
る装置が遭遇する条件を克服するような、改良された耐
食性と降伏強さを備えた合金に対する要望が高まってい
ることがわかった。特に、深い酸性坑井においては、通
常遭遇する条件は、良好な耐孔食、間隙腐食及び耐応力
腐食割れが、大きい強度及び良好な延性と組合せて要求
されるようなものである。このような環境においては、
CfL−、H2S′E!、びCo、が高圧及び高温で存
在する。必要とされる強度は、部品が冷間加工されるも
のではないので、冷間加工条件ではなく時効硬化条件に
おいて0.2零の降伏強さが100ksi以上好ましく
は120ksi以上であるが、これは著しく困難であり
かつ過度の費用を要することになる。このような厳しい
要件を満たすことができる合金は、酸性の坑井において
使用する素子の製造に使用するために以前から待望され
てきた。かかる材料はまた、化学プロセス工業、その他
優れた耐応力割れが必要とされる産業におけるような、
大きい応力下で塩化物及び硫化物の少なくとも一方に対
し充分に耐えることが必要な環境に対して、複雑な形状
あるいは比較的大きなサイズの部材が暴露される他の用
途における使用にも充分に適している。
1%4年12月8日にエイチ・エル・アイゼルシュタイ
ン(H,L、 Eiselste重量)及びジェー・ガ
ドバット(J、 Gadbut)に付与された米国特許
第3.160,500号は、55−62%のNi。
ン(H,L、 Eiselste重量)及びジェー・ガ
ドバット(J、 Gadbut)に付与された米国特許
第3.160,500号は、55−62%のNi。
7−11%のMo、 3−4.5%のNb、20−2
4%のCr、8%以下のW、 0.1%以下のC,0,
5零以下のS i 、 0.5X以下のM n 、 0
.015%+以下のB1A1及びTiよりなる群から選
ばれる0、40零以下の脱酸剤並びに残りが20%以下
のFeを含む、大きい強度を有するものとして記載され
ているマトリックス剛性合金に関する。本明細書におい
ては、パーセントは、別に特定されていない限り、重量
パーセント(以下、rW10Jとも云う、)に関するも
のである。この合金は更に、室温での0.2零降伏強さ
が少なくとも約60ksiであり、かつ、実買上非時効
硬化性であることに特徴がある。非時効硬化性とは、上
記した米国特許343゜160.500号では、焼鈍(
anneal) L/た状態の合金の降伏強さに比較し
、約593乃至704℃(約1100乃至1300°F
)の温度で熱処理を行なったときに降伏強さの最大の増
加が20ksi(138MN/m2)であると記載され
ている。該特許によれば、「合金におけるアルミニウム
とチタンの含量が0.4kを越えると、合金は時効硬化
する傾向にあるので」この量は0.1を越えてはならな
いとされている(上記特許第2欄第45−49行)。上
記特許の特許請求の範囲に記載の構成を例示する合金1
−3及びこの特許請求の範囲外のものとして記載されて
いる2つの合金(以下、合金A、Bという。)が、第1
表に記載されており、特許に報告されている焼鈍[約1
037℃(1900°F)、1時間]した状態で、室温
の0.2を降伏強さく ksi)も記載されている。
4%のCr、8%以下のW、 0.1%以下のC,0,
5零以下のS i 、 0.5X以下のM n 、 0
.015%+以下のB1A1及びTiよりなる群から選
ばれる0、40零以下の脱酸剤並びに残りが20%以下
のFeを含む、大きい強度を有するものとして記載され
ているマトリックス剛性合金に関する。本明細書におい
ては、パーセントは、別に特定されていない限り、重量
パーセント(以下、rW10Jとも云う、)に関するも
のである。この合金は更に、室温での0.2零降伏強さ
が少なくとも約60ksiであり、かつ、実買上非時効
硬化性であることに特徴がある。非時効硬化性とは、上
記した米国特許343゜160.500号では、焼鈍(
anneal) L/た状態の合金の降伏強さに比較し
、約593乃至704℃(約1100乃至1300°F
)の温度で熱処理を行なったときに降伏強さの最大の増
加が20ksi(138MN/m2)であると記載され
ている。該特許によれば、「合金におけるアルミニウム
とチタンの含量が0.4kを越えると、合金は時効硬化
する傾向にあるので」この量は0.1を越えてはならな
いとされている(上記特許第2欄第45−49行)。上
記特許の特許請求の範囲に記載の構成を例示する合金1
−3及びこの特許請求の範囲外のものとして記載されて
いる2つの合金(以下、合金A、Bという。)が、第1
表に記載されており、特許に報告されている焼鈍[約1
037℃(1900°F)、1時間]した状態で、室温
の0.2を降伏強さく ksi)も記載されている。
CO,020,020,030,O4
Mn O,120,110,120,15S i
O,05G、04 G、11Cr 21
.68 21.41 21.44 21.76
21.4Mo 9.10 8.83 8
.99 9.0? 5.1W
−5,32−−+ Nb 4.30 4.27 4.19
4.37 1.2T i O,150,13
0,20(1,67A I 0.23 0.2
0 0.18 0.6N i
57.46 残 残 5o、8
残Fe 残 1.92
3.30 残 17.1.2k
73.3 92 75.2 66.5
49.5降伏強さ 第1表に関して、タングステンは、合金2に関してのみ
報告されている0合金Aは、記載されている以外の部分
は、合金1と「組成が同様である」と記載されている(
特許第4欄第10及び11行)。合金Bは、「著しい時
効硬化があったが、約1037℃(1900°F)の焼
鈍後に試験を行ったところ室温での降伏強さはわずか約
3,480Kg/cm’ (49,500psi)であ
る」ことに特徴があった。
O,05G、04 G、11Cr 21
.68 21.41 21.44 21.76
21.4Mo 9.10 8.83 8
.99 9.0? 5.1W
−5,32−−+ Nb 4.30 4.27 4.19
4.37 1.2T i O,150,13
0,20(1,67A I 0.23 0.2
0 0.18 0.6N i
57.46 残 残 5o、8
残Fe 残 1.92
3.30 残 17.1.2k
73.3 92 75.2 66.5
49.5降伏強さ 第1表に関して、タングステンは、合金2に関してのみ
報告されている0合金Aは、記載されている以外の部分
は、合金1と「組成が同様である」と記載されている(
特許第4欄第10及び11行)。合金Bは、「著しい時
効硬化があったが、約1037℃(1900°F)の焼
鈍後に試験を行ったところ室温での降伏強さはわずか約
3,480Kg/cm’ (49,500psi)であ
る」ことに特徴があった。
本発明者は合金を商標r pyromet 625 J
を付して販売してきたが、これは、下記の第1A表に示
す組成を有している。
を付して販売してきたが、これは、下記の第1A表に示
す組成を有している。
呈上八人
W / OW / O
C最大 0.10 F e 最大 5
.00Mn 最大 0.50 T i
最大 0.40Si 最大 0.50
Co 最大 1.00P 最大
0.015 N b (+Ta) 3.15
−4.155 最大 0.015 A I
最大 0.40Cr 20.0−23.ON
i残 M o 8.0−10.0このように、上
記した米国特許第3,160,500号の他の組成物と
同様に、上記したタイプ625の合金は高温での安定性
に加え、耐食性、特に、塩化物と、硫化物と、二酸化炭
素に対し耐性を有していることに特徴があり、このよう
な特性の組合せは時効硬化に必要とされる高温において
以前から特に必要とされているが、実用的な目的の時効
または析出硬化を省略することにより得られる。
.00Mn 最大 0.50 T i
最大 0.40Si 最大 0.50
Co 最大 1.00P 最大
0.015 N b (+Ta) 3.15
−4.155 最大 0.015 A I
最大 0.40Cr 20.0−23.ON
i残 M o 8.0−10.0このように、上
記した米国特許第3,160,500号の他の組成物と
同様に、上記したタイプ625の合金は高温での安定性
に加え、耐食性、特に、塩化物と、硫化物と、二酸化炭
素に対し耐性を有していることに特徴があり、このよう
な特性の組合せは時効硬化に必要とされる高温において
以前から特に必要とされているが、実用的な目的の時効
または析出硬化を省略することにより得られる。
0.2零以下のC,t%以下のMn、0.1以下のSi
、10−25%のCr、2−5%または7%以下のMo
、3−9%のN b +T a、 0.2−2%のT
i 、 0.2−2%のAl、(Ti+Al≧2.詰)
、0.02X以下のB、 O,Sk以下のZr、40%
以下のC0140%以下のFe、45−80%のNi+
Co、但し、Niは30%以上でCOは40%以下を含
む時効硬化性ニッケル合金に関してエイチ・エル・アイ
ゼルシュタインに1%2年7月24日に米国特許第3,
046,108号が付与されている。この特許によれば
、好ましい組成物はC0,03%,M nO,LH、S
i O,27零、 Cr 21%、A 10.6k、
TiO,!i%%Nb4%、Mo3%、BQ、009%
、 N i 53%及びFe(残部)を含有している。
、10−25%のCr、2−5%または7%以下のMo
、3−9%のN b +T a、 0.2−2%のT
i 、 0.2−2%のAl、(Ti+Al≧2.詰)
、0.02X以下のB、 O,Sk以下のZr、40%
以下のC0140%以下のFe、45−80%のNi+
Co、但し、Niは30%以上でCOは40%以下を含
む時効硬化性ニッケル合金に関してエイチ・エル・アイ
ゼルシュタインに1%2年7月24日に米国特許第3,
046,108号が付与されている。この特許によれば
、好ましい組成物はC0,03%,M nO,LH、S
i O,27零、 Cr 21%、A 10.6k、
TiO,!i%%Nb4%、Mo3%、BQ、009%
、 N i 53%及びFe(残部)を含有している。
別の変更例では鉄は20%以下に限定され、Ni十Co
は60−75%で、COは40%以下となっている。こ
の特許の範囲に包含される合金は高温における強度、応
用破断寿命及び延性に優れていることに特徴があるpy
romet 718(本出願人の商標)として入手する
ことができるが、この合金及び米国特許第3,046,
108号の他の組成物は、酸性坑井において使用する場
合に必要とされる塩化物、硫化物及び二酸化炭素を含む
考案の環境における所望の耐食性を発揮することができ
なかった。
は60−75%で、COは40%以下となっている。こ
の特許の範囲に包含される合金は高温における強度、応
用破断寿命及び延性に優れていることに特徴があるpy
romet 718(本出願人の商標)として入手する
ことができるが、この合金及び米国特許第3,046,
108号の他の組成物は、酸性坑井において使用する場
合に必要とされる塩化物、硫化物及び二酸化炭素を含む
考案の環境における所望の耐食性を発揮することができ
なかった。
一方、1983年10月26日に公表されたヨーロッパ
特許出願第92,397号には、300℃迄の温度で硫
化物、二酸化炭素、メタン及びブライン(塩化物)に対
する耐食性が要求される酸性のガス坑井において使用す
るのに適した合金が記載されている。この公報では、こ
のような条件の下での故障の主な原因は、硫化物による
応力腐食割れ、塩化物による応力腐食割れ、孔食及び一
般的な腐食によることが記載されている。この出fll
Iは、必要とされる耐食性と高い降伏強さとを備えた合
金も提案しているが、この合金が、冷間加工を行うこと
はできるが、時効硬化性ではなく、15−30%のCr
、5−15%のMo (Cr+Mo=29−40%)、
5−15%のFe(Cr+Mo+Feが46%以下)
、0.0644以下の011%以下のAtとTiの少な
くとも一方、1%以下のSt、O,S%以下のNb、0
.鮪以下のMn、及びNi(残部)を含むもである。降
伏強さが1000 MN/m2を越える(> 145k
si )とされているこの公報に記載の好ましい合金は
、20−30%のCr、7−12%のMo、(Cr+M
o=29−40%で、Cr−2xMCr−2x 2%)
、5−15%のFe、Cr+Mo+Feが46%以下、
o、os−o、繋のAlとTiの少なくとも一方、0.
06零以下のC,0,564以下のNb10.詰以下の
S t 、 0.2零以下のMn及びNi(残部)から
なるとされている。合金A−Xのうち、上記ヨーロッパ
特許出願の特許請求の範囲に記載の発明には包含されな
い組成物は6つあり、合金F−Lは1.9−3.1零の
Nbを含むが、合金にだけはここで検討している充分な
量のTiを含んでいる。かくして、合金には、この公報
では、Niと通常の付随的な元素の他に、0.034%
のC,24,7AFのCr 、 10.1零のMo10
%のF e 、 0.25零のA1.1.40零のTi
及び3.1零のNbを含むと記載されている。第1表と
は別に、上記ヨーロッパ特許出願の公報では、合金には
第1V表に記載されているが、この表では、塩化物の応
力腐食試験の結果、合金にはU曲げ試験で288℃の温
度に暴露したところ62日で破壊し、U曲げ試験片の外
側の繊維応力が1310MN/+u’ (190ks
i )であったと報告されている。第1f表によると1
8.8にのCr。
特許出願第92,397号には、300℃迄の温度で硫
化物、二酸化炭素、メタン及びブライン(塩化物)に対
する耐食性が要求される酸性のガス坑井において使用す
るのに適した合金が記載されている。この公報では、こ
のような条件の下での故障の主な原因は、硫化物による
応力腐食割れ、塩化物による応力腐食割れ、孔食及び一
般的な腐食によることが記載されている。この出fll
Iは、必要とされる耐食性と高い降伏強さとを備えた合
金も提案しているが、この合金が、冷間加工を行うこと
はできるが、時効硬化性ではなく、15−30%のCr
、5−15%のMo (Cr+Mo=29−40%)、
5−15%のFe(Cr+Mo+Feが46%以下)
、0.0644以下の011%以下のAtとTiの少な
くとも一方、1%以下のSt、O,S%以下のNb、0
.鮪以下のMn、及びNi(残部)を含むもである。降
伏強さが1000 MN/m2を越える(> 145k
si )とされているこの公報に記載の好ましい合金は
、20−30%のCr、7−12%のMo、(Cr+M
o=29−40%で、Cr−2xMCr−2x 2%)
、5−15%のFe、Cr+Mo+Feが46%以下、
o、os−o、繋のAlとTiの少なくとも一方、0.
06零以下のC,0,564以下のNb10.詰以下の
S t 、 0.2零以下のMn及びNi(残部)から
なるとされている。合金A−Xのうち、上記ヨーロッパ
特許出願の特許請求の範囲に記載の発明には包含されな
い組成物は6つあり、合金F−Lは1.9−3.1零の
Nbを含むが、合金にだけはここで検討している充分な
量のTiを含んでいる。かくして、合金には、この公報
では、Niと通常の付随的な元素の他に、0.034%
のC,24,7AFのCr 、 10.1零のMo10
%のF e 、 0.25零のA1.1.40零のTi
及び3.1零のNbを含むと記載されている。第1表と
は別に、上記ヨーロッパ特許出願の公報では、合金には
第1V表に記載されているが、この表では、塩化物の応
力腐食試験の結果、合金にはU曲げ試験で288℃の温
度に暴露したところ62日で破壊し、U曲げ試験片の外
側の繊維応力が1310MN/+u’ (190ks
i )であったと報告されている。第1f表によると1
8.8にのCr。
?、H;M o 、 16.8%のF e 、 0.0
07%iのC,0,ll’liのA I 、 0.1
1%FのT i 、 3.1%のNb及びNi(残部)
を含む合金Hは、1200 MN/m’ (174k
si )の応力をかけて行ったNACE H2S応力
腐食試験を通ったが、第■表によると、合金Hは塩化物
の応力腐食試験では、28日で破壊した。
07%iのC,0,ll’liのA I 、 0.1
1%FのT i 、 3.1%のNb及びNi(残部)
を含む合金Hは、1200 MN/m’ (174k
si )の応力をかけて行ったNACE H2S応力
腐食試験を通ったが、第■表によると、合金Hは塩化物
の応力腐食試験では、28日で破壊した。
かくして、上記ヨーロッパ特許出願の公報は、高い降伏
強さとともに、酸性坑井において遭遇する環境において
応力腐食をはじめとする腐食に対する耐性を得るために
は、0.5零以下のコロンビウムを含む非時効硬化性の
合金が必要であるとの結論を出している。
強さとともに、酸性坑井において遭遇する環境において
応力腐食をはじめとする腐食に対する耐性を得るために
は、0.5零以下のコロンビウムを含む非時効硬化性の
合金が必要であるとの結論を出している。
1983年8月23日にティー・クドー(T。
Kudo)等に付与された米国特許第4,400.21
0号及び第4,400,211号並びに1982年12
月に公表された日本の公報第82−203740号は、
いずれも住友金属工業株式会社に譲渡されたが、これら
に記載の発明は、深い坑井において遭遇するような硫化
物、塩化物及び二酸化炭素を含む媒体において良好な耐
応力腐食割れ性を有する強度の大きい坑井ケーシング及
び配管材を製造するための合金に関するものであると記
載されている。米国特許第4,400.21O号及び第
4,400.211号には、「冷間加工を行うと、応力
腐食割れに対する耐性が著しく低下する」と記載されて
いるが、ケーシング及び配管材の表面層にCr%Ni%
Mo及びWを存在させると、冷間加工の悪影響を除去す
ることができることを見出している。これら2つの米国
特許及び日本の公報には、Nb%Ti%Zr%Ta及び
Vのうち少なくとも1つを0.5−4%の量含有すると
される組成物が特定されている。これら2つの米国特許
及びおそらくは日本の公報にも、Nb、Ti、Zr%T
a及びVの元素は、Niと金属間化合物を形成すること
により析出(時効)硬化を行うことにおいて、互いに同
等であると記載されている。
0号及び第4,400,211号並びに1982年12
月に公表された日本の公報第82−203740号は、
いずれも住友金属工業株式会社に譲渡されたが、これら
に記載の発明は、深い坑井において遭遇するような硫化
物、塩化物及び二酸化炭素を含む媒体において良好な耐
応力腐食割れ性を有する強度の大きい坑井ケーシング及
び配管材を製造するための合金に関するものであると記
載されている。米国特許第4,400.21O号及び第
4,400.211号には、「冷間加工を行うと、応力
腐食割れに対する耐性が著しく低下する」と記載されて
いるが、ケーシング及び配管材の表面層にCr%Ni%
Mo及びWを存在させると、冷間加工の悪影響を除去す
ることができることを見出している。これら2つの米国
特許及び日本の公報には、Nb%Ti%Zr%Ta及び
Vのうち少なくとも1つを0.5−4%の量含有すると
される組成物が特定されている。これら2つの米国特許
及びおそらくは日本の公報にも、Nb、Ti、Zr%T
a及びVの元素は、Niと金属間化合物を形成すること
により析出(時効)硬化を行うことにおいて、互いに同
等であると記載されている。
1982年7月28日に公表されたヨーロッパ特許出願
第82−56480号は、沸騰水型原子炉または加圧木
型原子炉におけるように、高温水との接触において、応
力腐食割れに対して耐性を有するニッケル基合金に関す
る。この提案されている合金は、15−25%のCrと
、1−8%のMoと、0.4−2%のA里と、0.7−
3%のTiと、0.7−4.5零のNbと、Ni残部と
を主成分とし、ガンマプライム(gamma prim
e )及びガンマダブルプライム(gamma dou
ble prime)の少なくとも一方によって強化さ
れている。ガンマプライム相は金居間化合物Ni3
(Al、Ti)として定義され、ガンマダブルプライム
相は、金属間化合物Ni5Nbとして定義することがで
縫る。この公報の記載は、時効硬化性の付与において、
Nb、Ti%Zr%Ta及びVの元素の同等性に関して
上記した米国特許第4,400.210号及び第4.4
00,211号の記載とは全く逆となっている。ヨーロ
ッパ特許出願第82−56480号公報(第7頁)によ
ると、Nbの添加は高い硬化性を得るのに重要であるが
、かなりの時効硬化性を得るためには、少なくとも0.
4tのAl及び0.7零以上のTiと組合せなければな
らない、特定の分析が行われている多数の合金のうち、
唯一の合金、即ち、第2表における比較合金である合金
には、Moを4.2を以上含有する。第2表に示すよう
に、合金には23.3XのCr、8.8零のMo、4.
9にのF e 、 0.04% のC,0,5にのA
I 、 1.2%のTi。
第82−56480号は、沸騰水型原子炉または加圧木
型原子炉におけるように、高温水との接触において、応
力腐食割れに対して耐性を有するニッケル基合金に関す
る。この提案されている合金は、15−25%のCrと
、1−8%のMoと、0.4−2%のA里と、0.7−
3%のTiと、0.7−4.5零のNbと、Ni残部と
を主成分とし、ガンマプライム(gamma prim
e )及びガンマダブルプライム(gamma dou
ble prime)の少なくとも一方によって強化さ
れている。ガンマプライム相は金居間化合物Ni3
(Al、Ti)として定義され、ガンマダブルプライム
相は、金属間化合物Ni5Nbとして定義することがで
縫る。この公報の記載は、時効硬化性の付与において、
Nb、Ti%Zr%Ta及びVの元素の同等性に関して
上記した米国特許第4,400.210号及び第4.4
00,211号の記載とは全く逆となっている。ヨーロ
ッパ特許出願第82−56480号公報(第7頁)によ
ると、Nbの添加は高い硬化性を得るのに重要であるが
、かなりの時効硬化性を得るためには、少なくとも0.
4tのAl及び0.7零以上のTiと組合せなければな
らない、特定の分析が行われている多数の合金のうち、
唯一の合金、即ち、第2表における比較合金である合金
には、Moを4.2を以上含有する。第2表に示すよう
に、合金には23.3XのCr、8.8零のMo、4.
9にのF e 、 0.04% のC,0,5にのA
I 、 1.2%のTi。
2.4tのNb及びNi(残部)とを含む。合金には、
鍛造中に割れが生じたことが記載されている。
鍛造中に割れが生じたことが記載されている。
更に・、上記した組成範囲と重複する広い組成範囲を含
む国内及び外国の特許をはじめとする、かなりの量の刊
行物があるが、いずれも、本発明の合金及び該合金から
つくられる製品、より詳しく云うと、酸性の坑井で使用
するのに適した組成物を+! 供することについて、密
接な関連性を有するとは考えられない。それにもかかわ
らず、強度と耐食性とを良好に兼ね備えた合金及びこれ
からつくられる製品、特に、熱間加工(warm wo
rk重量g)または冷間加工を必要とすることなく高い
応力の下で、硫化物、塩化物及び二酸化炭素を含む環境
において使用するのに適した合金及びその製品の必要性
が高まっている。つくられる部品が、特に、大きいまた
は嵩のある部品である場合に、この部品を使用しようと
する強度のレベルを得るためには、実質的な冷間加工(
cold reduction)を必要とするというの
が、上記した米国特許第3゜160.500号及びヨー
ロッパ特許出願公報筒92.397号に開示されている
ような先行技術の組成物の大きな欠点である。これに対
し、米国特許第3,046,108号に例示されている
ような時効硬化性組成物は、所望の高い強度まで時効硬
化することができるけれども、耐食性、特に酸性の坑井
において遭遇するような、硫化物、塩化物及び二酸化炭
素を含む媒体における応力の下で耐亀裂性が所望のもの
になるまでには、多くのものが残されている。
む国内及び外国の特許をはじめとする、かなりの量の刊
行物があるが、いずれも、本発明の合金及び該合金から
つくられる製品、より詳しく云うと、酸性の坑井で使用
するのに適した組成物を+! 供することについて、密
接な関連性を有するとは考えられない。それにもかかわ
らず、強度と耐食性とを良好に兼ね備えた合金及びこれ
からつくられる製品、特に、熱間加工(warm wo
rk重量g)または冷間加工を必要とすることなく高い
応力の下で、硫化物、塩化物及び二酸化炭素を含む環境
において使用するのに適した合金及びその製品の必要性
が高まっている。つくられる部品が、特に、大きいまた
は嵩のある部品である場合に、この部品を使用しようと
する強度のレベルを得るためには、実質的な冷間加工(
cold reduction)を必要とするというの
が、上記した米国特許第3゜160.500号及びヨー
ロッパ特許出願公報筒92.397号に開示されている
ような先行技術の組成物の大きな欠点である。これに対
し、米国特許第3,046,108号に例示されている
ような時効硬化性組成物は、所望の高い強度まで時効硬
化することができるけれども、耐食性、特に酸性の坑井
において遭遇するような、硫化物、塩化物及び二酸化炭
素を含む媒体における応力の下で耐亀裂性が所望のもの
になるまでには、多くのものが残されている。
(問題点を解決するための手段)
従って、本発明の目的は、熱間加工(*armwork
重量g )または冷間加工を行うことなく、強度と、耐
食性、特に過酷に腐食環境における高い応力の下で、孔
食、間隙腐食及び応力腐食割れに対する耐性とを兼ね備
えた、ニッケルを基体とし、クロム・モリブデンを含有
する時効硬化性の合金及び該合金からつくられる製品を
提供することにある。該合金及びこれからつくられる製
品は、再結晶温度以下の温度での加工即ち、熱間または
冷間加工を必要とすることなく、O1八へ伏強さく0.
2%YS)が約100ksi(約a 90 MN/m’
)を越えるまで熱処理によって硬化するとともに、高
圧及び高温で塩化物、硫化物及び二酸化炭素の少なくと
も1つの存在下で孔食、間隙腐食及び応力腐食割れに対
して大きい耐性を有するものでなければならない。
重量g )または冷間加工を行うことなく、強度と、耐
食性、特に過酷に腐食環境における高い応力の下で、孔
食、間隙腐食及び応力腐食割れに対する耐性とを兼ね備
えた、ニッケルを基体とし、クロム・モリブデンを含有
する時効硬化性の合金及び該合金からつくられる製品を
提供することにある。該合金及びこれからつくられる製
品は、再結晶温度以下の温度での加工即ち、熱間または
冷間加工を必要とすることなく、O1八へ伏強さく0.
2%YS)が約100ksi(約a 90 MN/m’
)を越えるまで熱処理によって硬化するとともに、高
圧及び高温で塩化物、硫化物及び二酸化炭素の少なくと
も1つの存在下で孔食、間隙腐食及び応力腐食割れに対
して大きい耐性を有するものでなければならない。
合金及びこれからつくられる製品は、更に、深い酸性の
オイル及びガスの少なくとも一方の坑井において遭遇す
る高温及び高圧、例えば、約260℃(約500°F)
までの温度で、塩化物、硫化物、及び二酸化炭素含有媒
体においてそのような腐食に対して大きい耐性を有する
ものでなければならない。
オイル及びガスの少なくとも一方の坑井において遭遇す
る高温及び高圧、例えば、約260℃(約500°F)
までの温度で、塩化物、硫化物、及び二酸化炭素含有媒
体においてそのような腐食に対して大きい耐性を有する
ものでなければならない。
上記した先行技術の問題点は、実質上、下記の第11表
に示す組成(重量パーセント)からなる、ニッケルを基
体とし、クロム・モリブデンを含有する合金を提供する
ことによって、本発明により解決される。
に示す組成(重量パーセント)からなる、ニッケルを基
体とし、クロム・モリブデンを含有する合金を提供する
ことによって、本発明により解決される。
(以下余白)
第 ■■ 表
一般的範囲(wlo) 好ましい範囲(wlo)
CO,15以下 0.03以下Mn
5以下 2以下Si 1以下
0.5以下P 0.03以下
0.015以下S O,03以下
0:010以下Cr 16−24 1
8−22Mo 7−12 7.5−11
N b 2−6 2.75−4.25
T i O,50−2,50,75−1,5At
痕i!亦 −10,05−0,35B
O,02以下 0.001−0.006
Z r O,50以下 0.08以下
W 4以下 co 5以下 Cu O−30,5以下 N O,04以下 0.01以下F
e 20以下 2−14組成物の残部
は、少なくとも55%のニッケルからなり、クロムとモ
リブデンの合計は31%以下であり、ニオブ、チタン及
びアルミニウムの合計は、 0.64(wlo Nb
)+ 1.24(wlo Ti)◆ 2.20(w
lo Al)として計算すると原子パーセント(以下
、’a10」とも云う。)が全部で約3.5乃至5a1
0となるようなパーセントである。
CO,15以下 0.03以下Mn
5以下 2以下Si 1以下
0.5以下P 0.03以下
0.015以下S O,03以下
0:010以下Cr 16−24 1
8−22Mo 7−12 7.5−11
N b 2−6 2.75−4.25
T i O,50−2,50,75−1,5At
痕i!亦 −10,05−0,35B
O,02以下 0.001−0.006
Z r O,50以下 0.08以下
W 4以下 co 5以下 Cu O−30,5以下 N O,04以下 0.01以下F
e 20以下 2−14組成物の残部
は、少なくとも55%のニッケルからなり、クロムとモ
リブデンの合計は31%以下であり、ニオブ、チタン及
びアルミニウムの合計は、 0.64(wlo Nb
)+ 1.24(wlo Ti)◆ 2.20(w
lo Al)として計算すると原子パーセント(以下
、’a10」とも云う。)が全部で約3.5乃至5a1
0となるようなパーセントである。
第1I表に特定されている組成物並びに第1II及びI
II A表の組成物に関して硬化材(hardener
)含量の重量パーセントは、硬化材a10 =0.64
(wlo Nb)+ 1.24(wlo Ti)+ 2
.20(wlo Al)なる簡単な関係式を使用して、
かなり正確に硬化材の原子パーセントに変換することが
できる。ニッケルの重量パーセントは原子パーセントに
著しく接近しているので、双方のパーセントは、このよ
うな目的のためには互換性のあるものとすることができ
る0合金の製造及び加工を促進することができ、かつ、
所望の特性を損なうことのない他の元素を存在させるこ
とができる。一般的な範囲の量の1つ以上の元素を、好
ましい範囲の量の他の元素とともに使用することができ
る。また、第11表及び以下の記載において、一般的な
範囲の最大または最少の愈の1つ以上の元素を、それら
の好ましい範囲の最大または最少の量とともに使用する
ことができる0本明細書においては、ニオブに関しては
、ニオブを市販の合金に添加して合金とする場合に使用
される商業的に入手することができるニオブ含有合金に
おいてみられる通常の量のタンタルを含むものである。
II A表の組成物に関して硬化材(hardener
)含量の重量パーセントは、硬化材a10 =0.64
(wlo Nb)+ 1.24(wlo Ti)+ 2
.20(wlo Al)なる簡単な関係式を使用して、
かなり正確に硬化材の原子パーセントに変換することが
できる。ニッケルの重量パーセントは原子パーセントに
著しく接近しているので、双方のパーセントは、このよ
うな目的のためには互換性のあるものとすることができ
る0合金の製造及び加工を促進することができ、かつ、
所望の特性を損なうことのない他の元素を存在させるこ
とができる。一般的な範囲の量の1つ以上の元素を、好
ましい範囲の量の他の元素とともに使用することができ
る。また、第11表及び以下の記載において、一般的な
範囲の最大または最少の愈の1つ以上の元素を、それら
の好ましい範囲の最大または最少の量とともに使用する
ことができる0本明細書においては、ニオブに関しては
、ニオブを市販の合金に添加して合金とする場合に使用
される商業的に入手することができるニオブ含有合金に
おいてみられる通常の量のタンタルを含むものである。
本発明のニッケル基合金において、ニッケル以外の主要
元素は、クロム、モリブデン、ニオブ、チタン及びアル
ミニウムである。任意成分及び通常の耐量的不純物もま
た、当然に存在することができる。
元素は、クロム、モリブデン、ニオブ、チタン及びアル
ミニウムである。任意成分及び通常の耐量的不純物もま
た、当然に存在することができる。
本発明の組成物においては、炭素及び窒素は、いずれも
耐食性に悪影響を及ぼし、かつ炭素はニオブ及びチタン
を拘束し、窒素はチタンを拘束することにより所望の硬
化反応(harden重量greaction)を妨害
するので、望ましい添加物とは云え、ない。従って、炭
素は約0.1″4以下、好ましくは約0.03零以下、
一層好ましくは約0.02L4以下に制限される。窒素
は、約0.04%以下、あるいは最大で約0.03kま
でに制限され、好ましくは約o、on以下に制限される
。特に、炭素含量が約0.06にあるいはそれ以上であ
る場合の硬化反応に及ぼす悪影響を相殺するため、硬化
元素(haradener element)であるニ
オブとチタンは、これらの範囲で示される量のうち多い
量を存在させる。一層良好な結果は、存在する炭素の量
を著しく低くする、例えば、約o、oos%以下あるい
は約0.003%以下にすると、コストの増大を招くの
で、コストの増加が是認されない場合には、これが実用
的な炭素の最少量ということになる。
耐食性に悪影響を及ぼし、かつ炭素はニオブ及びチタン
を拘束し、窒素はチタンを拘束することにより所望の硬
化反応(harden重量greaction)を妨害
するので、望ましい添加物とは云え、ない。従って、炭
素は約0.1″4以下、好ましくは約0.03零以下、
一層好ましくは約0.02L4以下に制限される。窒素
は、約0.04%以下、あるいは最大で約0.03kま
でに制限され、好ましくは約o、on以下に制限される
。特に、炭素含量が約0.06にあるいはそれ以上であ
る場合の硬化反応に及ぼす悪影響を相殺するため、硬化
元素(haradener element)であるニ
オブとチタンは、これらの範囲で示される量のうち多い
量を存在させる。一層良好な結果は、存在する炭素の量
を著しく低くする、例えば、約o、oos%以下あるい
は約0.003%以下にすると、コストの増大を招くの
で、コストの増加が是認されない場合には、これが実用
的な炭素の最少量ということになる。
マンガンは最大約5%の全存在させることができるが、
マンガンは結晶粒界の傾向を高めるとともに、耐粒間腐
食性並びに耐孔食性及び耐間隙腐食性を低下させるので
、約2%より少なく、更には約0.鴎あるいは約0.2
%よりも少なくというように、低いレベルに維持するの
が好ましい。多量のマンガンが存在するときには本発明
の合金の鉄の量を多くするのが好ましい。
マンガンは結晶粒界の傾向を高めるとともに、耐粒間腐
食性並びに耐孔食性及び耐間隙腐食性を低下させるので
、約2%より少なく、更には約0.鴎あるいは約0.2
%よりも少なくというように、低いレベルに維持するの
が好ましい。多量のマンガンが存在するときには本発明
の合金の鉄の量を多くするのが好ましい。
シリコンは、存在させることができるが、シリコンは望
ましくなし)ラビス(laves)相の形成を促進ル、
しかも過剰のシリコンは溶接性及び熱間加工性に影響を
与えるから、低く押えることが好ましい。かくして、シ
リコンは約1%以下、好ましくは約O,S%以下、一層
良好にするには約0.294以下に制限される。燐及び
硫黄は、本発明の合金の熱間加工性及び清浄度に悪影0
を及ぼすとともに、水素脆性を促進するので、本合金で
は不純物として考慮される。従って、燐及び硫黄はいず
れも、約0.03X以下と、低く押えられる。燐は0.
015%以下に、硫黄は0.010零以下のレベルに制
限するのが好ましい。
ましくなし)ラビス(laves)相の形成を促進ル、
しかも過剰のシリコンは溶接性及び熱間加工性に影響を
与えるから、低く押えることが好ましい。かくして、シ
リコンは約1%以下、好ましくは約O,S%以下、一層
良好にするには約0.294以下に制限される。燐及び
硫黄は、本発明の合金の熱間加工性及び清浄度に悪影0
を及ぼすとともに、水素脆性を促進するので、本合金で
は不純物として考慮される。従って、燐及び硫黄はいず
れも、約0.03X以下と、低く押えられる。燐は0.
015%以下に、硫黄は0.010零以下のレベルに制
限するのが好ましい。
所望の特性に寄与する他の元素を比較的少量存在させる
ことができる。例えば、コバルトは、この組成物に存在
すると、耐食性に寄与するので、重量基準で、ニッケル
の代替物とすることができる。
ことができる。例えば、コバルトは、この組成物に存在
すると、耐食性に寄与するので、重量基準で、ニッケル
の代替物とすることができる。
しかしながら、コバルトのコストはニッケルよりも上昇
し続けることが予想されるので、コバルトの所定の添加
から得られる利益の程度がそのコストに勝るものでなけ
ればならない。このためコバルトは5%以下に制限し、
ニッケルを少なくとも55%とする。ニッケルの存在量
は、好ましくは少なくとも57%であり、より好ましく
は少なくとも59%である。更にまた、約4%以下のタ
ングステンを、等量パーセントのモリブデンの代わりと
して使用することができる。即ち、有利である場合には
、1重量%のモリブデンの代わりに約2重量%のタング
ステンを使用することができる。しかしながら、モリブ
デンは少なくとも約7%存在させなけらばならない。
し続けることが予想されるので、コバルトの所定の添加
から得られる利益の程度がそのコストに勝るものでなけ
ればならない。このためコバルトは5%以下に制限し、
ニッケルを少なくとも55%とする。ニッケルの存在量
は、好ましくは少なくとも57%であり、より好ましく
は少なくとも59%である。更にまた、約4%以下のタ
ングステンを、等量パーセントのモリブデンの代わりと
して使用することができる。即ち、有利である場合には
、1重量%のモリブデンの代わりに約2重量%のタング
ステンを使用することができる。しかしながら、モリブ
デンは少なくとも約7%存在させなけらばならない。
本発明の合金においては、はう素は、約0.02零以下
存在させることができる。本発明の合金の利点の多くは
、はう素を添加しなくても得ることができるが、最良の
結果を一貫して得るためには、最大で約0.001乃至
0.006%という少量のほう素を存在させるのが好ま
しい。合金の精練を良好にするためには、約0.5鴎以
下、好ましくは0.0詰以下のジルコニウムを添加させ
ることができ、またマグネシウム、カルシウムあるいは
1つ以上の希土類元素のような他の元素を、1パーセン
トの数百分の1乃至10分の1の量だけ添加することが
できる。
存在させることができる。本発明の合金の利点の多くは
、はう素を添加しなくても得ることができるが、最良の
結果を一貫して得るためには、最大で約0.001乃至
0.006%という少量のほう素を存在させるのが好ま
しい。合金の精練を良好にするためには、約0.5鴎以
下、好ましくは0.0詰以下のジルコニウムを添加させ
ることができ、またマグネシウム、カルシウムあるいは
1つ以上の希土類元素のような他の元素を、1パーセン
トの数百分の1乃至10分の1の量だけ添加することが
できる。
銅は、本発明の合金を硫酸を含む媒体に曝す場合、ある
いは耐孔食性、耐間隙腐食性及び耐粒間腐食性に対する
悪影響を許容することができるときに高温での塩化物及
び硫化物による応力腐食割れに対する耐性を最大にする
ことが所望される場合には、本発明の合金に銅を存在さ
せることができる。そのためには、銅の量を約3%以下
、好ましくは約2%にすることかできる。
いは耐孔食性、耐間隙腐食性及び耐粒間腐食性に対する
悪影響を許容することができるときに高温での塩化物及
び硫化物による応力腐食割れに対する耐性を最大にする
ことが所望される場合には、本発明の合金に銅を存在さ
せることができる。そのためには、銅の量を約3%以下
、好ましくは約2%にすることかできる。
本発明の組成物においては、鉄は必須成分ではなく、所
望の場合には、省略することができる。
望の場合には、省略することができる。
商業的に人手することができる合金形成材料は、鉄を含
んでいるが、かかる材料を使用することにより溶融コス
トを低減するのが好ましい。更に、鉄は室温での硫化物
による応力割れに対する耐性に寄与するものと考えられ
る。従って、鉄は約20%以下の量を存在させることか
できるが、約14%以下が好ましい。
んでいるが、かかる材料を使用することにより溶融コス
トを低減するのが好ましい。更に、鉄は室温での硫化物
による応力割れに対する耐性に寄与するものと考えられ
る。従って、鉄は約20%以下の量を存在させることか
できるが、約14%以下が好ましい。
クロム、モリブデン、ニオブ、チタン、アルミニウム及
びニッケルは、本発明によって得られる合金の強度と耐
食性との著しく顕著な組合せが得られるように、臨界的
にバランスされる。Crが16−24%でMOが7−1
2%という上記した範囲でクロム及びモリブデンの量を
多くすると、本発明の組成物の熱間加工性を阻害するの
で。本発明によれば、クロムとモリブデンの含量パーセ
ントは、31%を越えない、即ち、 % Cr 十 % MO≦ 31 式1を満たすよ
うにすべきである。即ち、本組成物のクロム含量が約1
9乃至24%に増加されると、最大許容モリブデンは、
一対一の重量基準で12%から7%へ比例的に減少され
る。クロムまたはモリブテンを上記した範囲内で量を多
くする(Cr上22%、Mo≧11%)と、有害な相が
析出するので、これを避けるためには、ニッケルの量を
杓55%にするのが好ましいが、より好ましくはニッケ
ルの量を57%、一層好ましくは59%にする。
びニッケルは、本発明によって得られる合金の強度と耐
食性との著しく顕著な組合せが得られるように、臨界的
にバランスされる。Crが16−24%でMOが7−1
2%という上記した範囲でクロム及びモリブデンの量を
多くすると、本発明の組成物の熱間加工性を阻害するの
で。本発明によれば、クロムとモリブデンの含量パーセ
ントは、31%を越えない、即ち、 % Cr 十 % MO≦ 31 式1を満たすよ
うにすべきである。即ち、本組成物のクロム含量が約1
9乃至24%に増加されると、最大許容モリブデンは、
一対一の重量基準で12%から7%へ比例的に減少され
る。クロムまたはモリブテンを上記した範囲内で量を多
くする(Cr上22%、Mo≧11%)と、有害な相が
析出するので、これを避けるためには、ニッケルの量を
杓55%にするのが好ましいが、より好ましくはニッケ
ルの量を57%、一層好ましくは59%にする。
ニオブ、チタン及びアルミニウムは、本発明の組成物が
熱処理によって、かつ、熱間または冷間加工を必要とす
ることなく強化される時効硬化反応に貢献する。本発明
の根拠の一部は、ニオブ及びチタン及びより少量のアル
ミニウムを、互いに対して、かつ、クロム、モリブデン
及びニッケルに対して、本明細書に特定されている臨界
的な割合にすると、種々の条件での使用に適した極めて
良好な耐食性とともに、高い0.2*降伏強さが得られ
、しかも上記した好ましい範囲内でバランスさせると、
深い酸性の坑井において遭遇するような厳しい条件にお
いて使用するのに適した組成物が得られることを見出し
たことにあるのである。このような高い強度と耐食性と
の独特な組合せが得られる一方、かかるニッケルをベー
スとするクロム・モリブデン含有組成物をチタンまたは
チタンとアルミニウムにより強化しようとしたところ、
時効中に、粒間における炭化物の過度の析出とともに、
強度の低下と耐食性の低下がみられた。木発明に係る、
ニオブとチタンとにより強化される組成物は、チタンま
たはチタンとアルミニウムとで強化される組成物とは、
チタン及びチタンとアルミニウムとで強化される材料が
、クロムとモリブデンの含量とは無関係に、時効中にク
ロムに富む炭化物(M23C6)の粒間析出がはなはだ
しく発生した点において、異なるものである。
熱処理によって、かつ、熱間または冷間加工を必要とす
ることなく強化される時効硬化反応に貢献する。本発明
の根拠の一部は、ニオブ及びチタン及びより少量のアル
ミニウムを、互いに対して、かつ、クロム、モリブデン
及びニッケルに対して、本明細書に特定されている臨界
的な割合にすると、種々の条件での使用に適した極めて
良好な耐食性とともに、高い0.2*降伏強さが得られ
、しかも上記した好ましい範囲内でバランスさせると、
深い酸性の坑井において遭遇するような厳しい条件にお
いて使用するのに適した組成物が得られることを見出し
たことにあるのである。このような高い強度と耐食性と
の独特な組合せが得られる一方、かかるニッケルをベー
スとするクロム・モリブデン含有組成物をチタンまたは
チタンとアルミニウムにより強化しようとしたところ、
時効中に、粒間における炭化物の過度の析出とともに、
強度の低下と耐食性の低下がみられた。木発明に係る、
ニオブとチタンとにより強化される組成物は、チタンま
たはチタンとアルミニウムとで強化される組成物とは、
チタン及びチタンとアルミニウムとで強化される材料が
、クロムとモリブデンの含量とは無関係に、時効中にク
ロムに富む炭化物(M23C6)の粒間析出がはなはだ
しく発生した点において、異なるものである。
クロムとモリブデンの場合と同様に、硬化元素のニオブ
、チタン及びアルミニウムは、時効硬化反応により本発
明の組成物に高い強度を付与することにより耐食性の低
下するのを防止するためには、充分にバランスさせなけ
ればならない0本発明においては、ニオブ及びチタンの
一般的な範囲はそれぞれ、約2−6%及び約0.50−
2.5にであるが、良好な耐食性を得るのに好ましいニ
オブの範囲は約2.5−5%、より好ましくは2.75
−4.25%であり、好ましいチタンの範囲は約0.6
乃至2%、より好ましくは約0.7乃至2.0零である
0本発明の組成物においては、55℃の6%FaC1z
+1%MCIにおける72時間の間隙腐食試験の結果
によれば、良好な耐粒間腐食性を得るためには、チタン
の好ましい最少量は約0,6*であり、一方、ニオブの
最少量を約2.75kにし、チタンを少なくとも約1.
1kにすると、最良の結果が得られることがわかった。
、チタン及びアルミニウムは、時効硬化反応により本発
明の組成物に高い強度を付与することにより耐食性の低
下するのを防止するためには、充分にバランスさせなけ
ればならない0本発明においては、ニオブ及びチタンの
一般的な範囲はそれぞれ、約2−6%及び約0.50−
2.5にであるが、良好な耐食性を得るのに好ましいニ
オブの範囲は約2.5−5%、より好ましくは2.75
−4.25%であり、好ましいチタンの範囲は約0.6
乃至2%、より好ましくは約0.7乃至2.0零である
0本発明の組成物においては、55℃の6%FaC1z
+1%MCIにおける72時間の間隙腐食試験の結果
によれば、良好な耐粒間腐食性を得るためには、チタン
の好ましい最少量は約0,6*であり、一方、ニオブの
最少量を約2.75kにし、チタンを少なくとも約1.
1kにすると、最良の結果が得られることがわかった。
本発明の組成物において、本発明の上記した特性の組合
せについて良好な結果を得るためには、硬化材の全含量
は、3.5a10乃至約5a10の範囲、より好ましく
は約4.5a10を越えないようにすべきである。組成
物のバランスを調整する場合には、ニオブとチタンの存
在量を増加させると強度を一層高くすることができるが
、ニッケルは強化反応に寄与して所望の粒内析出を形成
するので、硬化材の含量を増加させる場合には、ニッケ
ルも増加させ、硬化材の含量の原子パーセントの増加に
対するニッケルの原子パーセントの増加の比率を3乃至
1にして、合金マトリックスから除かれるニッケルを補
償するようにしなければならない。このようにして、シ
グマ相のような望ましくない相の態形り及dこれに耐量
する悪影響を避けることができる。一方、アルミニウム
は所望の粒内析出物の安定化に寄与し、しかも、これは
比較的少量が有利であることがわかった。更に、約0.
25に以上あるいは0.35k程度では室温での降伏強
さを高めず、むしろこれを低下させることが考えられる
。従って、アルミニウムは最大で約1%存在させること
ができるが、良好な結果、特に高い降伏強さを得るため
にはアルミニウムは約0.詰以下に制限される。この点
について、アルミニウムの量をその範囲内で多くすると
室温での降伏強さに悪影響を与える場合には、組成物の
強度は、固溶化温度を低くしあるいは時効温度を高くす
ることにより高めることができる。更に、許容最大量の
ニオブ及び/またはチタンが存在しない場合には、これ
らの一方または双方を増加させることができる。従って
、0.35%F (0,77i10)を越えるアルミニ
ウムの量は、室温での降伏強さに関する場合を除き、本
明細書を通じて原子パーセントの決定に算入されるべき
ではない。
せについて良好な結果を得るためには、硬化材の全含量
は、3.5a10乃至約5a10の範囲、より好ましく
は約4.5a10を越えないようにすべきである。組成
物のバランスを調整する場合には、ニオブとチタンの存
在量を増加させると強度を一層高くすることができるが
、ニッケルは強化反応に寄与して所望の粒内析出を形成
するので、硬化材の含量を増加させる場合には、ニッケ
ルも増加させ、硬化材の含量の原子パーセントの増加に
対するニッケルの原子パーセントの増加の比率を3乃至
1にして、合金マトリックスから除かれるニッケルを補
償するようにしなければならない。このようにして、シ
グマ相のような望ましくない相の態形り及dこれに耐量
する悪影響を避けることができる。一方、アルミニウム
は所望の粒内析出物の安定化に寄与し、しかも、これは
比較的少量が有利であることがわかった。更に、約0.
25に以上あるいは0.35k程度では室温での降伏強
さを高めず、むしろこれを低下させることが考えられる
。従って、アルミニウムは最大で約1%存在させること
ができるが、良好な結果、特に高い降伏強さを得るため
にはアルミニウムは約0.詰以下に制限される。この点
について、アルミニウムの量をその範囲内で多くすると
室温での降伏強さに悪影響を与える場合には、組成物の
強度は、固溶化温度を低くしあるいは時効温度を高くす
ることにより高めることができる。更に、許容最大量の
ニオブ及び/またはチタンが存在しない場合には、これ
らの一方または双方を増加させることができる。従って
、0.35%F (0,77i10)を越えるアルミニ
ウムの量は、室温での降伏強さに関する場合を除き、本
明細書を通じて原子パーセントの決定に算入されるべき
ではない。
本発明の合金は、ニッケル基合金の商業的製造において
公知のかつ従来から使用されている技術を使用して溶解
しかつ熱間加工を行なうことができる。再溶解電極を得
てから再溶解、例えば、消耗再溶解を行なうように、電
気アーク炉での溶解と、アルゴン−酸素脱酸または真空
銹導溶解のような二重溶解が好ましい。マグネシウムと
カルシウムの少なくとも一方による脱酸及び脱硫を行な
うと、熱間加工性を向上させる。例えは、主としてセリ
ウムとランタンまたはイツトリウムとの混合物であるミ
ツシュメタルの形態での希土類元素の添加も有利である
。はう素及びジルコニウムの少なくとも一方を少量添加
すると、結晶粒界を安定にするとともに、熱間加工性に
起用することができる 本発明の組成物に存在する元素は、強化元素のニオブ、
チタン及びアルミニウムが適当な熱処理においてニッケ
ルと反応して、時効または析出硬化により粒内析出物の
形態をなす1つ以上の強化相を形成するオーステナイト
顕微鏡組織を形成するようにバランスされる。かかる相
の(■成は、Ni3 (Nb、Ti、Al)として表わ
され、ガンマプライム及びガンマダブルプライムの少な
くとも一方を含むことができる。
公知のかつ従来から使用されている技術を使用して溶解
しかつ熱間加工を行なうことができる。再溶解電極を得
てから再溶解、例えば、消耗再溶解を行なうように、電
気アーク炉での溶解と、アルゴン−酸素脱酸または真空
銹導溶解のような二重溶解が好ましい。マグネシウムと
カルシウムの少なくとも一方による脱酸及び脱硫を行な
うと、熱間加工性を向上させる。例えは、主としてセリ
ウムとランタンまたはイツトリウムとの混合物であるミ
ツシュメタルの形態での希土類元素の添加も有利である
。はう素及びジルコニウムの少なくとも一方を少量添加
すると、結晶粒界を安定にするとともに、熱間加工性に
起用することができる 本発明の組成物に存在する元素は、強化元素のニオブ、
チタン及びアルミニウムが適当な熱処理においてニッケ
ルと反応して、時効または析出硬化により粒内析出物の
形態をなす1つ以上の強化相を形成するオーステナイト
顕微鏡組織を形成するようにバランスされる。かかる相
の(■成は、Ni3 (Nb、Ti、Al)として表わ
され、ガンマプライム及びガンマダブルプライムの少な
くとも一方を含むことができる。
本発明のニッケルをヘースとし、クロム、モリブデン、
ニオブ、チタン及びアルミニウムを含み耐食性のある時
効硬化性合金から、他のニッケル基合金に関して利用さ
れる技術に従って、種々の部品を容易に成形することが
できる。本発明の合金は、再結晶温度以下での加工を必
要とすることな(、熱処理された状態で強度と耐食性の
顕著な組合せが所望される用途に向けて、種々の半製品
及び最終製品だけでなく、ビレット、バー、ロッド、ス
トリップ、及びプレートの形態に形成されるのに特に適
している。均質化及び熱間加工は、約1120−120
0℃(2050−2200’F)の温度から行なわれる
。熱間加工に続いて必要とされる場合には、固溶化及び
再結晶処理を、約980−1200℃(約1800−2
200°F)の固溶化処理温度に加熱することにより行
うことができる。最適の固溶化処理温度は1038’e
(1900°F)、好ましくは約1065℃(約195
0T)以下にすべきである。これよりも高い温度では、
強度及び耐孔食性及び耐間隙腐食性を低下させるととも
に、時効熱処理の際に粒界析出を増加させる傾向がある
。固溶化処理温度再結晶温度よりも低くすることは、強
度は高くすることができるが、耐食性及び顕微鏡組織に
態形晋を及ぼすので避けるべきである。固溶化及び時効
処理の温度を選択するには注意を要するが、最適の結果
を得るために使用されるべと温度は容易に定めることが
できる。所望の場合には1回の工程からなる時効硬化熱
処理を行なう・ことができるが、強度及び耐食性を最適
のものにするためには、2段階時効処理が好ましい。最
初の、即ち、主たる時効IA埋は、約667乃至788
℃(約1250乃至1450°F)、好ましくは約70
0−760t (1300−1400@F)で行うこと
がアき、2番目の時効処理は、約590−675℃(約
1100−12507)で行うことができる。本発明の
組成物においては、最初の時効温度を更に高くすると、
強度を高めることができるが、粒界析出をもたらすこと
になる。
ニオブ、チタン及びアルミニウムを含み耐食性のある時
効硬化性合金から、他のニッケル基合金に関して利用さ
れる技術に従って、種々の部品を容易に成形することが
できる。本発明の合金は、再結晶温度以下での加工を必
要とすることな(、熱処理された状態で強度と耐食性の
顕著な組合せが所望される用途に向けて、種々の半製品
及び最終製品だけでなく、ビレット、バー、ロッド、ス
トリップ、及びプレートの形態に形成されるのに特に適
している。均質化及び熱間加工は、約1120−120
0℃(2050−2200’F)の温度から行なわれる
。熱間加工に続いて必要とされる場合には、固溶化及び
再結晶処理を、約980−1200℃(約1800−2
200°F)の固溶化処理温度に加熱することにより行
うことができる。最適の固溶化処理温度は1038’e
(1900°F)、好ましくは約1065℃(約195
0T)以下にすべきである。これよりも高い温度では、
強度及び耐孔食性及び耐間隙腐食性を低下させるととも
に、時効熱処理の際に粒界析出を増加させる傾向がある
。固溶化処理温度再結晶温度よりも低くすることは、強
度は高くすることができるが、耐食性及び顕微鏡組織に
態形晋を及ぼすので避けるべきである。固溶化及び時効
処理の温度を選択するには注意を要するが、最適の結果
を得るために使用されるべと温度は容易に定めることが
できる。所望の場合には1回の工程からなる時効硬化熱
処理を行なう・ことができるが、強度及び耐食性を最適
のものにするためには、2段階時効処理が好ましい。最
初の、即ち、主たる時効IA埋は、約667乃至788
℃(約1250乃至1450°F)、好ましくは約70
0−760t (1300−1400@F)で行うこと
がアき、2番目の時効処理は、約590−675℃(約
1100−12507)で行うことができる。本発明の
組成物においては、最初の時効温度を更に高くすると、
強度を高めることができるが、粒界析出をもたらすこと
になる。
(実施例)
第1I+表に本発明の実施例を示すが、かかる実施例は
、本発明を例示するものである。表に示す量の元素以外
に、はう素を0.001−0.00鴎含有していた。良
好な商業的な実施を行う上において残存量または耐量量
と考えられる以上に存在する他の元素は、表の脚注に示
しである。
、本発明を例示するものである。表に示す量の元素以外
に、はう素を0.001−0.00鴎含有していた。良
好な商業的な実施を行う上において残存量または耐量量
と考えられる以上に存在する他の元素は、表の脚注に示
しである。
(以下余白)
実施例1−52は、実験室規模での真空話導溶解による
ものであった。これらの実施例は、別に指定されない限
り、0.2零未満のマンガン、0.015零未満の燐、
0.1未満のシリコン、0.0/oに未満の硫黄及びo
、on未満の窒素を含有していた。それぞれに対し、0
.0銚のマグネシウムを添加して、インゴットを鋳造す
る前に、脱硫及び脱酸の少なくとも一方を行った。イン
ゴットは、1195℃(2ta5’F)で長時間(約6
0−70時間)均質化処理を行い、次に、鍛造を約11
50℃(約2!OO°F)の温度から開始し、必要な場
合には中間に再熱処理を行い、1.9 x3.2または
3.8 cm(0,75Xl、25または1.5インチ
)のバーを形成した。各実施例の合金から鍛造したバー
から、肉厚が0.32cm(0,125インチ)のスト
リップを形成した。
ものであった。これらの実施例は、別に指定されない限
り、0.2零未満のマンガン、0.015零未満の燐、
0.1未満のシリコン、0.0/oに未満の硫黄及びo
、on未満の窒素を含有していた。それぞれに対し、0
.0銚のマグネシウムを添加して、インゴットを鋳造す
る前に、脱硫及び脱酸の少なくとも一方を行った。イン
ゴットは、1195℃(2ta5’F)で長時間(約6
0−70時間)均質化処理を行い、次に、鍛造を約11
50℃(約2!OO°F)の温度から開始し、必要な場
合には中間に再熱処理を行い、1.9 x3.2または
3.8 cm(0,75Xl、25または1.5インチ
)のバーを形成した。各実施例の合金から鍛造したバー
から、肉厚が0.32cm(0,125インチ)のスト
リップを形成した。
第1II A表に示す比較例(Ht、)は、本発明の範
囲外のものであり、実施例1−52に関して記載したよ
うにして製造し、処理した。第11表に関して記載した
ような少量の附師的元素のほかに、比較例936は第1
11 A表の脚注に示すようにタングステンを含有して
いた。
囲外のものであり、実施例1−52に関して記載したよ
うにして製造し、処理した。第11表に関して記載した
ような少量の附師的元素のほかに、比較例936は第1
11 A表の脚注に示すようにタングステンを含有して
いた。
(以下余白)
第1II表及び第1II Aにそれぞれ示す実施例及び
比較例のバー及びストリップの少なくとも一方から引張
試験及び腐食試験の試験片をつくり、別に記載されてい
る場合を除き、固溶化処理(再結晶)と時効硬化処理と
をした状態で試験を行った。室温での引張試験及び硬さ
試験のデータを第17表及び第1V A表に示す。0,
2*降伏強さく0.2%YS)は、2回の試験の平均と
してrks i Jとr (MN/m2)」で示してあ
り、極限引張強さくUTS)も同様である。バー試験片
かストリップ試験片であるかによって、4つの直径また
は幅の延びパーセントをrEl、(%)」として示しで
ある。ロックウェルCスケールでの室温平均硬度は「H
RC」として示しである。面積の減少パーセントはrR
A (%)」として示しである。データをバー(B)試
験片から得たか、スリップ(S)試験片から得たかは、
r Bar/5trip」として表示しである。以下は
、個々の試験片がどのように熱処理を受けたかを示すの
に使用された熱処理の表示の概要である。特定の温度で
の固溶化処理には同定文字が付されており、例えば、約
982℃(1800°F)1時間の熱処理は、以下の表
で「A」によって示されいる。特定の時効処理を同定す
るのに使用される番号もまた、以下の表に示されており
、炉での冷却、即ち、約55.6℃(100°F)/時
間の速度での冷却は、rFCJで示されており、空冷は
rACJで示されている。
比較例のバー及びストリップの少なくとも一方から引張
試験及び腐食試験の試験片をつくり、別に記載されてい
る場合を除き、固溶化処理(再結晶)と時効硬化処理と
をした状態で試験を行った。室温での引張試験及び硬さ
試験のデータを第17表及び第1V A表に示す。0,
2*降伏強さく0.2%YS)は、2回の試験の平均と
してrks i Jとr (MN/m2)」で示してあ
り、極限引張強さくUTS)も同様である。バー試験片
かストリップ試験片であるかによって、4つの直径また
は幅の延びパーセントをrEl、(%)」として示しで
ある。ロックウェルCスケールでの室温平均硬度は「H
RC」として示しである。面積の減少パーセントはrR
A (%)」として示しである。データをバー(B)試
験片から得たか、スリップ(S)試験片から得たかは、
r Bar/5trip」として表示しである。以下は
、個々の試験片がどのように熱処理を受けたかを示すの
に使用された熱処理の表示の概要である。特定の温度で
の固溶化処理には同定文字が付されており、例えば、約
982℃(1800°F)1時間の熱処理は、以下の表
で「A」によって示されいる。特定の時効処理を同定す
るのに使用される番号もまた、以下の表に示されており
、炉での冷却、即ち、約55.6℃(100°F)/時
間の速度での冷却は、rFCJで示されており、空冷は
rACJで示されている。
−組月亘j1に匁」L−時 9 理A
1800−1h/AC11350F−8h/FC−
1150F−8h/AC81900−1h/AC213
75F−8h/FC−1150F−8h/ACCl95
0−1h/AC31450F−8h/FC−1150F
−8h/ACD 2000−1h/AC41325F
−8h/FC−1150F−8h/ACE 2050
−1/2h/AC51425F−8h/ACF 21
00−1h/AC61400F−8h/AC−1200
F−ah/AC(以下余白) 」□IV− 1゜ 1 119.11(823,2)
170.8(1172,1) 20.412
5.8(867,4) 183.l+(126
4,5) 26.13 103.2
(711,5) 166.7(1149,41
36,7it 121.8(839,81
188,0(1292,2128,3115,8(79
8,’11 171.7(1183,8)
18.65 128.6(886,71
193,0(1330,7128,2112,5(77
5,7) 172.4(1188,7122
,26138,5(95’1.9) 198.
9(1371,11) 28.1113.3(
781,21180,6(12115,2)
25.27 133.7(921,8119
7,9(13611,5) 28.6108.
6(7118,8) 162.8(1122,
5) 211.78 137.9(
950,8) 197.7(1363,1)
25.39 120.2(828,7
) 182.2(1256,2) 連、0
10 116.4(802,5)
176.2(1214,9) 28.111
1 114.5(789,’l)
176.2(12111,9) 31.11
2 120.2(828,7)
180.8(1246,6) 28.613
120.8(832,9+ 178
.2(1228,6) 29.414
120.8(832,9) 179.7(
1239,0) 30.615 1
21.6(838,41178,5(1230,7)
26.216 120.7(832
,21178,7(1232,1) 28.9
17 123.5(851,51181,
9(1254,2) 32.2107.0(7
37,711711,2(1201,1137,318
137・7(949,41192,5(1327,21
28,8131,8(908,7) 190.
9(1316,2+ 30.119
1118.8(1025,91197,3(1360
,1+1 29.2130.9(902,5)
1811.5(1272,1) 31
.5RA Ba
r、/21.3 36
S B237.5
8 B11111.8 3
8.5 9 8!50.0
35 S
B238 S
B136 S B6
37.5 S B
135.5 S B
639 S
B1311.5 S B
639 S B
133.5 s p
640.5 S B
136 8 B136
S B135.
5 S B136
S B137
S 8137
S B137
S阻 37.5 8 B1
59.8 36.5
B 八1” 50.9
33.5 a
B157.6 40
B At58.1 37
8 B157.8
40 B
Al59.0 37
8 B1第rv表(続き1/2) 20 141.1(972,9)
197.0(1298,3) 30.713
0.0(8%,3) 188.3(1298,
3) 31.521 155.7(
1073,5) 203.2f1401.O)
24.3140、屓 %8.0)
19’1.5(13111,0) 27
.222 168.4(1161,1)
210.7(1452,7) 23.
3131.9(909,’l) 191.0(
1316,9) 31.823 1
61.9(1116,3) 205.7(14
18,3) 21+、1142.9(985
,3) 195.0(134+1.5)
28.424 167.4(1154,
2) 209.7(1441,0)
21.4145.3(1001,8) 1%
.1(1352,1) 28.625
1211.7(859,8) 184.1
(1269,3) 33.21211.6(
859,11182,4(1257,6)
34.02612勾、3(857,0) 18
5.7(1280,4) 30.027
99.5(686,0) 1116.
8(1012,2) 30.236
123.11(850,8) 181.8(
1253,5) 30.538 1
26.0(868,71186,5(12B5.9)
27.940 148.2(102
1,81205,4(11116,2) 2
11.941 131.11(905,0)
183.6(1265,9) 2
9.042 124.5(858,4)
177、B1221.1) 31.7
1tft 127.8(881,2)
185.3(1277,6) 27.
8RA Bar15
7.11 40 B
A153.9 38
B B151.0 4
2.3 B A156
.1 41.8 B
Bl噛、0 43.8 B
A152.2 40
8 B152.0
42.8 B A
152.0 匂18 B
B139.4 44
B At55.5 4
1.5 8 B156、
’l 36 a
at54.5 36.5
S B148.9 35.
5 B B135.5
S 8159.6
3’l B
B135 S阻 58.2 35.5 B
B136 S
B147.4 36
B B138.5 S
B137.11 40
8 B139
!9 B1111.436.
5 B阻 36.5 9 Blす、5
35.8 B B136
S B1119.1
34.5° B Bl第
IV 表 鐵 さ2/2) 45 115.3(795,0)
171.2(1174,9) 32.6
116.8(805,3) 170.4(1
174,9) 34.846
124.5(858,4) 176.0(1
213,5) 31.4124.0(85
5,0) 174.7(1204,5)
34.847 122.5(8144
,6> 183.3(1263,8)
30.0147.4(1016,3)
195.9(1350,7) 27.81
20.4(83o、1) 179.7(12
39,0) 33.248 1
29.9(895,6) 192.0(13
23,8) 34.1161.5(111
3,5) 206.6(1424,5)
27.7130.4(899,1)
186.0(12B2.4) 33.3
49 130.6(900,5)
190.6(1314,1) 33.1
50 128.7(aa7.q)
190.6(1314,1) 31.4
137.7(949,4) 193.2(1
332,1) 29.051
129.6(893,6) 186゜8(1
287,9) 25.452
162.4(1119,7) 212.4(
11464,5) 22.6152.3(
1050,1) 200.4(1381,7)
26.937 8
B160.0 34
8 B157.034 S阻 61.2 34 8
B157.2 36.5
5 B158、O35,58B1 57・5 B
B151.7 35
S A156.9 37
B B154・o
B
八156・138・5 S
Bl′40・5 S
A149.6 37.5 B
B139 S
B152・437・5 B
B151・339・3 S
B151.537.5 B阻 14OS阻 39・2 05 B
B147・9 42
S Bl実施例28−35.37.39
.43の場合には、試験したm械的特性は、硬さく熱処
理Bl)だけであり、結果は次の通りであった。バーま
たはストリップの試験片r B/S Jで示しである。
1800−1h/AC11350F−8h/FC−
1150F−8h/AC81900−1h/AC213
75F−8h/FC−1150F−8h/ACCl95
0−1h/AC31450F−8h/FC−1150F
−8h/ACD 2000−1h/AC41325F
−8h/FC−1150F−8h/ACE 2050
−1/2h/AC51425F−8h/ACF 21
00−1h/AC61400F−8h/AC−1200
F−ah/AC(以下余白) 」□IV− 1゜ 1 119.11(823,2)
170.8(1172,1) 20.412
5.8(867,4) 183.l+(126
4,5) 26.13 103.2
(711,5) 166.7(1149,41
36,7it 121.8(839,81
188,0(1292,2128,3115,8(79
8,’11 171.7(1183,8)
18.65 128.6(886,71
193,0(1330,7128,2112,5(77
5,7) 172.4(1188,7122
,26138,5(95’1.9) 198.
9(1371,11) 28.1113.3(
781,21180,6(12115,2)
25.27 133.7(921,8119
7,9(13611,5) 28.6108.
6(7118,8) 162.8(1122,
5) 211.78 137.9(
950,8) 197.7(1363,1)
25.39 120.2(828,7
) 182.2(1256,2) 連、0
10 116.4(802,5)
176.2(1214,9) 28.111
1 114.5(789,’l)
176.2(12111,9) 31.11
2 120.2(828,7)
180.8(1246,6) 28.613
120.8(832,9+ 178
.2(1228,6) 29.414
120.8(832,9) 179.7(
1239,0) 30.615 1
21.6(838,41178,5(1230,7)
26.216 120.7(832
,21178,7(1232,1) 28.9
17 123.5(851,51181,
9(1254,2) 32.2107.0(7
37,711711,2(1201,1137,318
137・7(949,41192,5(1327,21
28,8131,8(908,7) 190.
9(1316,2+ 30.119
1118.8(1025,91197,3(1360
,1+1 29.2130.9(902,5)
1811.5(1272,1) 31
.5RA Ba
r、/21.3 36
S B237.5
8 B11111.8 3
8.5 9 8!50.0
35 S
B238 S
B136 S B6
37.5 S B
135.5 S B
639 S
B1311.5 S B
639 S B
133.5 s p
640.5 S B
136 8 B136
S B135.
5 S B136
S B137
S 8137
S B137
S阻 37.5 8 B1
59.8 36.5
B 八1” 50.9
33.5 a
B157.6 40
B At58.1 37
8 B157.8
40 B
Al59.0 37
8 B1第rv表(続き1/2) 20 141.1(972,9)
197.0(1298,3) 30.713
0.0(8%,3) 188.3(1298,
3) 31.521 155.7(
1073,5) 203.2f1401.O)
24.3140、屓 %8.0)
19’1.5(13111,0) 27
.222 168.4(1161,1)
210.7(1452,7) 23.
3131.9(909,’l) 191.0(
1316,9) 31.823 1
61.9(1116,3) 205.7(14
18,3) 21+、1142.9(985
,3) 195.0(134+1.5)
28.424 167.4(1154,
2) 209.7(1441,0)
21.4145.3(1001,8) 1%
.1(1352,1) 28.625
1211.7(859,8) 184.1
(1269,3) 33.21211.6(
859,11182,4(1257,6)
34.02612勾、3(857,0) 18
5.7(1280,4) 30.027
99.5(686,0) 1116.
8(1012,2) 30.236
123.11(850,8) 181.8(
1253,5) 30.538 1
26.0(868,71186,5(12B5.9)
27.940 148.2(102
1,81205,4(11116,2) 2
11.941 131.11(905,0)
183.6(1265,9) 2
9.042 124.5(858,4)
177、B1221.1) 31.7
1tft 127.8(881,2)
185.3(1277,6) 27.
8RA Bar15
7.11 40 B
A153.9 38
B B151.0 4
2.3 B A156
.1 41.8 B
Bl噛、0 43.8 B
A152.2 40
8 B152.0
42.8 B A
152.0 匂18 B
B139.4 44
B At55.5 4
1.5 8 B156、
’l 36 a
at54.5 36.5
S B148.9 35.
5 B B135.5
S 8159.6
3’l B
B135 S阻 58.2 35.5 B
B136 S
B147.4 36
B B138.5 S
B137.11 40
8 B139
!9 B1111.436.
5 B阻 36.5 9 Blす、5
35.8 B B136
S B1119.1
34.5° B Bl第
IV 表 鐵 さ2/2) 45 115.3(795,0)
171.2(1174,9) 32.6
116.8(805,3) 170.4(1
174,9) 34.846
124.5(858,4) 176.0(1
213,5) 31.4124.0(85
5,0) 174.7(1204,5)
34.847 122.5(8144
,6> 183.3(1263,8)
30.0147.4(1016,3)
195.9(1350,7) 27.81
20.4(83o、1) 179.7(12
39,0) 33.248 1
29.9(895,6) 192.0(13
23,8) 34.1161.5(111
3,5) 206.6(1424,5)
27.7130.4(899,1)
186.0(12B2.4) 33.3
49 130.6(900,5)
190.6(1314,1) 33.1
50 128.7(aa7.q)
190.6(1314,1) 31.4
137.7(949,4) 193.2(1
332,1) 29.051
129.6(893,6) 186゜8(1
287,9) 25.452
162.4(1119,7) 212.4(
11464,5) 22.6152.3(
1050,1) 200.4(1381,7)
26.937 8
B160.0 34
8 B157.034 S阻 61.2 34 8
B157.2 36.5
5 B158、O35,58B1 57・5 B
B151.7 35
S A156.9 37
B B154・o
B
八156・138・5 S
Bl′40・5 S
A149.6 37.5 B
B139 S
B152・437・5 B
B151・339・3 S
B151.537.5 B阻 14OS阻 39・2 05 B
B147・9 42
S Bl実施例28−35.37.39
.43の場合には、試験したm械的特性は、硬さく熱処
理Bl)だけであり、結果は次の通りであった。バーま
たはストリップの試験片r B/S Jで示しである。
28 36.5 B 32 36.5
B 37 36 B36 S
37 S 37.5S29 3
6 B 33 35.8 B 39 37.
5 B36 S 35.5
S 37.5 S30
36 B 34 36 B
43 36.3 B37.5 S
35.5 S 37 S31 3
5.5 B 35 37 B’1
6.55 365 (以下余白) 第 IVA 表 ・ 317 112.9+ 778.41
167.1(1152,1) 27.231
8 ’ 117.5(810,1)
173.11(1195,612’1.8’ 321
126.8(874,31181,8(1’
253.5) ””25.8133.7(921
゜81 186.8(1287,9)
25.5322 123.8(853,611
77,0(1220,4127,3321199,8+
688.11 169.3(1167,3)
32.33118 135.8(93
6,3) 186.3(1284,5)
27..9155.3(1070,8+
185.1(1276,2) 2,3.23
49 t44.8(998,4)
160.6(1107,3) L6.816
7.8(1156,9) 180.7(,12
115,9) 9.4394 10
2.1(704,0) 153.4(105
7,7) 19.’1’to1
109.6(755,7) 169.11(1
168,0) 32.0402 1
08.2(7116,0) 166.1(il
l15.2) 27’、01106
120.4(830,11172,0(1185,9)
26.41+07 121.3(
836,31173,11(1195,6)
29.2408 116.9(806,011
?2.1+1186.6) 27.51109
112.8+ 777.71 16
9.11(1168,0) 30.0412
120.2(828,81171,1(11
79,7) 、 、28.5413
120.0(827,111172,3(1188,0
127゜6ft14 123.4(850,
81176,0(1213,5) 27.Q4
15 119.8(826,011?5.0(
1206,6129,3+122 123.
0(848,11177,11(1223,1+
28.31123 111.3+ 76
7、’+1 167.9(1157,6)
32.61124 114.7(790
,81165,1[1138,3) 30.3
587 160.4(1105,91209,
9(1鞘7.2) 26.7588
168.8Ttt63.8) 210.1(1
448,6) 23.334.5
S B152.2 35
S’ B147.1
1 ’ 38” S
B151.9 40
S A144’:9 37
s at33.2
3’l S B2
48.9 38.5 8
B548.1 41.5 S
B1154.8 34.5
5 ’54.5 3
7.5 S ・31.
5 S ε63q、ら
5B6 33.5 5E6 36 S B136
.5 S 8136
S Bl−35S
B1 37 S Bl
・−37,58B1 37 S阻 + 37 s
B137 S
B134 S
E635.3 S
E6+17.5 43.5
B D245.5 41
1 B D2固溶化
処理し、かつ、時効処理した状態にある本発明の合金は
、冷間加工を必要とすることなく3.5a10という最
少の硬化材(Nb + Ti+^l)含量で高い降伏強
さを発揮することができる。100ksi(690MN
/m” ) よりも犬とい、即ち、少なくとも約105
ksi(約724.9MN/m”)の降伏強さは、硬化
材含量が3.5a10で、ニオブが3.5w10以上で
あると常に得られる。ニオブの重量パーセントが3.0
w10か62.0w/oに減少すると、チタンの最少重
量パーセントは比例的に約0.8w/oから約2.0w
10へ増加する。即ち、ニオブ含量の所定の量の減少は
、合金に存在するチタンの重量パーセントの増加の量の
1.2倍となるようにすべきである。降伏強さに関する
ニオブ及びチタンのこのような及び以下の調整を行う場
合には、約0.35w10(0,77i10)以下のア
ルミニウムを存在させるのが好ましい。
B 37 36 B36 S
37 S 37.5S29 3
6 B 33 35.8 B 39 37.
5 B36 S 35.5
S 37.5 S30
36 B 34 36 B
43 36.3 B37.5 S
35.5 S 37 S31 3
5.5 B 35 37 B’1
6.55 365 (以下余白) 第 IVA 表 ・ 317 112.9+ 778.41
167.1(1152,1) 27.231
8 ’ 117.5(810,1)
173.11(1195,612’1.8’ 321
126.8(874,31181,8(1’
253.5) ””25.8133.7(921
゜81 186.8(1287,9)
25.5322 123.8(853,611
77,0(1220,4127,3321199,8+
688.11 169.3(1167,3)
32.33118 135.8(93
6,3) 186.3(1284,5)
27..9155.3(1070,8+
185.1(1276,2) 2,3.23
49 t44.8(998,4)
160.6(1107,3) L6.816
7.8(1156,9) 180.7(,12
115,9) 9.4394 10
2.1(704,0) 153.4(105
7,7) 19.’1’to1
109.6(755,7) 169.11(1
168,0) 32.0402 1
08.2(7116,0) 166.1(il
l15.2) 27’、01106
120.4(830,11172,0(1185,9)
26.41+07 121.3(
836,31173,11(1195,6)
29.2408 116.9(806,011
?2.1+1186.6) 27.51109
112.8+ 777.71 16
9.11(1168,0) 30.0412
120.2(828,81171,1(11
79,7) 、 、28.5413
120.0(827,111172,3(1188,0
127゜6ft14 123.4(850,
81176,0(1213,5) 27.Q4
15 119.8(826,011?5.0(
1206,6129,3+122 123.
0(848,11177,11(1223,1+
28.31123 111.3+ 76
7、’+1 167.9(1157,6)
32.61124 114.7(790
,81165,1[1138,3) 30.3
587 160.4(1105,91209,
9(1鞘7.2) 26.7588
168.8Ttt63.8) 210.1(1
448,6) 23.334.5
S B152.2 35
S’ B147.1
1 ’ 38” S
B151.9 40
S A144’:9 37
s at33.2
3’l S B2
48.9 38.5 8
B548.1 41.5 S
B1154.8 34.5
5 ’54.5 3
7.5 S ・31.
5 S ε63q、ら
5B6 33.5 5E6 36 S B136
.5 S 8136
S Bl−35S
B1 37 S Bl
・−37,58B1 37 S阻 + 37 s
B137 S
B134 S
E635.3 S
E6+17.5 43.5
B D245.5 41
1 B D2固溶化
処理し、かつ、時効処理した状態にある本発明の合金は
、冷間加工を必要とすることなく3.5a10という最
少の硬化材(Nb + Ti+^l)含量で高い降伏強
さを発揮することができる。100ksi(690MN
/m” ) よりも犬とい、即ち、少なくとも約105
ksi(約724.9MN/m”)の降伏強さは、硬化
材含量が3.5a10で、ニオブが3.5w10以上で
あると常に得られる。ニオブの重量パーセントが3.0
w10か62.0w/oに減少すると、チタンの最少重
量パーセントは比例的に約0.8w/oから約2.0w
10へ増加する。即ち、ニオブ含量の所定の量の減少は
、合金に存在するチタンの重量パーセントの増加の量の
1.2倍となるようにすべきである。降伏強さに関する
ニオブ及びチタンのこのような及び以下の調整を行う場
合には、約0.35w10(0,77i10)以下のア
ルミニウムを存在させるのが好ましい。
、 約120ksi(約827 MN/m’)の最少
0.1降伏強さを一貫して得ることが所望される場合に
は、ニオブの重量パーセントが約3.9w10か63.
0w10へ減少するときに、チタンの最少重量パーセン
トが0.50w/oから約1.1w10へ比例して増加
するように、ニオブとチタンとを互いに対して比例的に
調整する。即ち、ニオブの減少に対するチタンの増加の
比率は、約%である。ニオブの重量パーセントが3、5
%から2.754kに減少すると、チタンの最少重量パ
ーセントは約1.1kから1.6%へ比例的に増加する
。即ち、ニオブの減少に対するチタンの増加の比は2で
ある。また、ニオブの重量パーセントが約4.5w/o
から約3.5w/oに減少すると、チタンの重量パーセ
ントは約0.50から1.5w/oに比例的に増加する
。このとき、約140ksi(約%5 SIN/m2)
の最少0.2零降伏強さが得られる。炭素の含量が約0
.03!¥を越えると、強度に対する炭素の影響は、硬
化材、特に、ニオブの、炭素によって拘束されて所望の
硬化反応に利用されないことになる量を補償するように
増加させることにより相殺することができる。炭素は粒
間析出を増大し、耐食性を低下させる傾向があるので、
耐食性に対する影響を許容することができない場合には
、炭素の含有量を高くする、例えば、0.06によりも
多くすることは避けるべきである。実施例27は、炭素
の含量がo、oa′4にしたところ、平均降伏節゛さが
99.5(101,0及び98.0)ksiであったこ
とを示している。
0.1降伏強さを一貫して得ることが所望される場合に
は、ニオブの重量パーセントが約3.9w10か63.
0w10へ減少するときに、チタンの最少重量パーセン
トが0.50w/oから約1.1w10へ比例して増加
するように、ニオブとチタンとを互いに対して比例的に
調整する。即ち、ニオブの減少に対するチタンの増加の
比率は、約%である。ニオブの重量パーセントが3、5
%から2.754kに減少すると、チタンの最少重量パ
ーセントは約1.1kから1.6%へ比例的に増加する
。即ち、ニオブの減少に対するチタンの増加の比は2で
ある。また、ニオブの重量パーセントが約4.5w/o
から約3.5w/oに減少すると、チタンの重量パーセ
ントは約0.50から1.5w/oに比例的に増加する
。このとき、約140ksi(約%5 SIN/m2)
の最少0.2零降伏強さが得られる。炭素の含量が約0
.03!¥を越えると、強度に対する炭素の影響は、硬
化材、特に、ニオブの、炭素によって拘束されて所望の
硬化反応に利用されないことになる量を補償するように
増加させることにより相殺することができる。炭素は粒
間析出を増大し、耐食性を低下させる傾向があるので、
耐食性に対する影響を許容することができない場合には
、炭素の含有量を高くする、例えば、0.06によりも
多くすることは避けるべきである。実施例27は、炭素
の含量がo、oa′4にしたところ、平均降伏節゛さが
99.5(101,0及び98.0)ksiであったこ
とを示している。
実施例27の強度は、硬化材の含量を増加させ、または
固溶化処理即ちAl熱処理温度を低くすることにより、
高めることができることを示している。最大の降伏強さ
を得るためには、時効硬化した材料の粒度を約ASTM
5またはこれより細かくするように材料を処理すべきで
ある。
固溶化処理即ちAl熱処理温度を低くすることにより、
高めることができることを示している。最大の降伏強さ
を得るためには、時効硬化した材料の粒度を約ASTM
5またはこれより細かくするように材料を処理すべきで
ある。
シャルピーVノツチ衝撃エネルギによって測定される良
好な靭性ft−1b(J)は、結晶粒界析出の量を低く
することと関係ある。上記したように、ニッケル、クロ
ム及びモリブデンの量は互いに対して制御され、望まし
くない相の形成を避けるには、ニッケルの最少量57%
、より良好には59%にするのが好ましい。結晶粒界析
出の量を少なくすることにより良好な顕微鏡組織とする
ためには、クロムが16.0−20.5%の場合には、
モリブデンがIQ、0%を越えないようにクロムの含量
に対するモリブデンの量を制御するのが好ましい。クロ
ムが20.5kから24.0kに増加すると、モリブデ
ンの最大量は10,0%Fから7%に比例的に減少する
。B1熱処理をした実施例25の試験片は、97ft−
1b(131,5J)のシャルピーVノツチ衝撃強度(
それぞれ2回の試験の平均)を有していたン固溶化と時
効処理(大形の部品を冷却するときのゆっくりした速度
の影響を模擬するような暴露状態)との間の2時間、約
815℃(1500T)に保持してから試験をしたとこ
ろ、88.5ft−1b (92,9J)であった。実
施例30の試験片は、B1の熱処理状態で衝撃強度が7
5 ft−1b(010,7J)で、暴露(expos
ed)では47 ft−1b(63,7J)であった。
好な靭性ft−1b(J)は、結晶粒界析出の量を低く
することと関係ある。上記したように、ニッケル、クロ
ム及びモリブデンの量は互いに対して制御され、望まし
くない相の形成を避けるには、ニッケルの最少量57%
、より良好には59%にするのが好ましい。結晶粒界析
出の量を少なくすることにより良好な顕微鏡組織とする
ためには、クロムが16.0−20.5%の場合には、
モリブデンがIQ、0%を越えないようにクロムの含量
に対するモリブデンの量を制御するのが好ましい。クロ
ムが20.5kから24.0kに増加すると、モリブデ
ンの最大量は10,0%Fから7%に比例的に減少する
。B1熱処理をした実施例25の試験片は、97ft−
1b(131,5J)のシャルピーVノツチ衝撃強度(
それぞれ2回の試験の平均)を有していたン固溶化と時
効処理(大形の部品を冷却するときのゆっくりした速度
の影響を模擬するような暴露状態)との間の2時間、約
815℃(1500T)に保持してから試験をしたとこ
ろ、88.5ft−1b (92,9J)であった。実
施例30の試験片は、B1の熱処理状態で衝撃強度が7
5 ft−1b(010,7J)で、暴露(expos
ed)では47 ft−1b(63,7J)であった。
実施例36の試験片は、衝撃強度は、B1状態で103
ft−1b、(139,8J)であり、暴露状態で5
8ft−1b (78,8J)であった、 20.47
XのCrと10.61にのMOを含む実施例38は、B
l熱処理状態で45ft−1b(61,OJ)、暴露で
30 ft−1b(40,7J)であった。40 ft
−1b(54,2J)+7)最少V)ッチシャルビー衝
撃強度を確保するには、クロムが約16−18%である
場合、モリブデンの最大量を約11%にするのが好まし
い。クロム18.0%から22 、0%に増加すると、
モリブデンの最大量は11%から9%へ比例的に減少す
る。クロムが22 、 Okから24%に増加すると、
%Cr十%Mo≦31である。実施例40は、Bl熱処
理状態で、Vノツチシャルピー衝撃強度が34.5であ
り、暴露状態で23.5ft−1b(:11.9J)で
あった。これに対し、比較例91O,914及び%フ(
%Cr+%Mo>31 )はBl熱処理の状態で、衝撃
強度が、それぞれ、56.5ft−1b (90,2J
)、30.5ft−1b (41,4J)及び42ft
−1b (56,9J)であり、暴露状態ではそれぞれ
、33,5ft−1b (45,4J)、17 ft−
1b(23J)及び24.5ft−1b(33,2J)
であった。上記第1!表に記載の本発明の好ましい組成
物は、最少のシャルピーVノツチ衝軍強度が40 ft
−1b(54,2J)であることに特徴がある。
ft−1b、(139,8J)であり、暴露状態で5
8ft−1b (78,8J)であった、 20.47
XのCrと10.61にのMOを含む実施例38は、B
l熱処理状態で45ft−1b(61,OJ)、暴露で
30 ft−1b(40,7J)であった。40 ft
−1b(54,2J)+7)最少V)ッチシャルビー衝
撃強度を確保するには、クロムが約16−18%である
場合、モリブデンの最大量を約11%にするのが好まし
い。クロム18.0%から22 、0%に増加すると、
モリブデンの最大量は11%から9%へ比例的に減少す
る。クロムが22 、 Okから24%に増加すると、
%Cr十%Mo≦31である。実施例40は、Bl熱処
理状態で、Vノツチシャルピー衝撃強度が34.5であ
り、暴露状態で23.5ft−1b(:11.9J)で
あった。これに対し、比較例91O,914及び%フ(
%Cr+%Mo>31 )はBl熱処理の状態で、衝撃
強度が、それぞれ、56.5ft−1b (90,2J
)、30.5ft−1b (41,4J)及び42ft
−1b (56,9J)であり、暴露状態ではそれぞれ
、33,5ft−1b (45,4J)、17 ft−
1b(23J)及び24.5ft−1b(33,2J)
であった。上記第1!表に記載の本発明の好ましい組成
物は、最少のシャルピーVノツチ衝軍強度が40 ft
−1b(54,2J)であることに特徴がある。
次に第V及びVA表について説明すると、孔食及び間隙
腐食試験の試験片を表に示すようにつくって、熱処理し
た。各試験片は、 2.5X 5 X O,3′cm(
IX2X1/8インチ)の寸法で、120グリツドの表
面に機械加工し、清浄にし、ひょう量した。孔食試験片
は、6%Fec13と1%Hclの液150m1に24
時間続けて暴露し、温度は室温から始め、1時間ご゛と
に2.5℃づつ上昇させた。24時間の暴露後、試験片
を取出し、正常にし、再ひょう量し、侵食を目視検査(
20xまで)した。孔食のあった試験片については、温
度を記録した。侵食のなかった試験片は、新しい液に戻
し、更に24時間の暴露を行った。試験は、孔食温度が
わかるまで続けた。液が沸騰を開始したときには、試験
を中止した。
腐食試験の試験片を表に示すようにつくって、熱処理し
た。各試験片は、 2.5X 5 X O,3′cm(
IX2X1/8インチ)の寸法で、120グリツドの表
面に機械加工し、清浄にし、ひょう量した。孔食試験片
は、6%Fec13と1%Hclの液150m1に24
時間続けて暴露し、温度は室温から始め、1時間ご゛と
に2.5℃づつ上昇させた。24時間の暴露後、試験片
を取出し、正常にし、再ひょう量し、侵食を目視検査(
20xまで)した。孔食のあった試験片については、温
度を記録した。侵食のなかった試験片は、新しい液に戻
し、更に24時間の暴露を行った。試験は、孔食温度が
わかるまで続けた。液が沸騰を開始したときには、試験
を中止した。
各間隙試験片に対しては、清浄にし、次いで、ひよう量
してから、ASTM G−48タイプのクレビスを付
けた0次に、試験片を6%Fec13と1%Hclの液
150m1に3日間、40または55℃の温度で暴露し
た。次に、試験片を取出し、耐量物を構成しているクレ
ビスを取り除き清浄してからひょう量した。mg/cm
”の重量損失を算出し、第V及びVA表に示す結果が得
られた。
してから、ASTM G−48タイプのクレビスを付
けた0次に、試験片を6%Fec13と1%Hclの液
150m1に3日間、40または55℃の温度で暴露し
た。次に、試験片を取出し、耐量物を構成しているクレ
ビスを取り除き清浄してからひょう量した。mg/cm
”の重量損失を算出し、第V及びVA表に示す結果が得
られた。
40℃で暴露した試験片から得られたデータは平均化し
、55℃の暴露から得られたデータは平均化しなかった
。55℃のデータの評価においては、各実施例または比
較例からの最大の重量損失(最悪のケース)を使用して
、孔食及び間隙腐食に対する耐性に関し、重要な元素の
相互作用を検討した。55℃への温度の上昇にともなっ
て、実施例または比較例の各2枚の試験片に大きな広が
り(この場合における平均は誤解される可能性があると
いう欠点で大きい)が生じたので、各2枚の試験片から
の最悪のケースのデータを使用した。
、55℃の暴露から得られたデータは平均化しなかった
。55℃のデータの評価においては、各実施例または比
較例からの最大の重量損失(最悪のケース)を使用して
、孔食及び間隙腐食に対する耐性に関し、重要な元素の
相互作用を検討した。55℃への温度の上昇にともなっ
て、実施例または比較例の各2枚の試験片に大きな広が
り(この場合における平均は誤解される可能性があると
いう欠点で大きい)が生じたので、各2枚の試験片から
の最悪のケースのデータを使用した。
(以下余白)
第7表
I E2 48,50.5
2 Bl > 101 、
> 101” E6 4
6.5.4gB1 %. > 98.55 E6 67.71Bl
42. > 98.56 E6 83.5,83゜5B
1 ン98.5. > 98.57
F6 86.92s1> 98
.5. > 98.58 Bl >101.>10
19 Bl > IQI
、ン10110B1 ン101 、 >
10111 Bl 90.
> 10112Bl > 101.>1
61”3 Bl >101
.>10114Bl >101.>101
15 Bl > 101
、10116 Bl 92
、9717 阻 ン1
00 、 > 1008Al Bl >95.ン95 ’9 BI 20B1 ン95.>95 1Al Bl > Zo。
2 Bl > 101 、
> 101” E6 4
6.5.4gB1 %. > 98.55 E6 67.71Bl
42. > 98.56 E6 83.5,83゜5B
1 ン98.5. > 98.57
F6 86.92s1> 98
.5. > 98.58 Bl >101.>10
19 Bl > IQI
、ン10110B1 ン101 、 >
10111 Bl 90.
> 10112Bl > 101.>1
61”3 Bl >101
.>10114Bl >101.>101
15 Bl > 101
、10116 Bl 92
、9717 阻 ン1
00 、 > 1008Al Bl >95.ン95 ’9 BI 20B1 ン95.>95 1Al Bl > Zo。
間 隙 腐 食 重 を−損 失(m/c
m゛1.4.1+、6 3.0<0.1
.<0.1 < 0.1 8.2,1
0.93.0,5.0 4.QO,6,
1,71,217,2,20,01+、5,11.2
4.111.7,1.1
1.Ll 21.i、17.91.
5.0.3 0・90.3,0.3
0.3 2.9,1[1,
l1O100 0、Q OO,0,0,10,8,
0,90゜9 2.L O,70,3,0
,60,53,6,13,3Q、2.O,tl
0.3 1.1.1.10・5.
1・00・8 3.3.0.91.1,
1.1 1.1 8.Q、
2.8<0.1. <0.1 < 0.1
6.7.3.50.3,0.3
0.3 10.4.2.02.7
2.7 4.8,18
.00.5,1.0 0.8
2.1.3.87.7,11.2 12.8.8.1 2.7. 3.6 1.4,0.9 3.5 0.7,1.8 il、o、13.6 1.6. 11.4 第 VA 321 Bl ’
65.78.5322 Bl
76.8132’l
B2 ハ5.5.50.53
48 s4 6
0.653’+9 ”1 ン
101.>101”2 >100.>
100401 86
119、匂1+102 E6
36.5,44.5406
Bl 64.5.71407
81 70.76
408 Bl
67.7311013 Bl
67.67It12
Bl 65.671113
Bl 59.
61.51tlll Bl ’
67.67415
Bl 80.5,80.5112
2 B1 B
o、5,80.51123 E6
4t1.5,11811211
E6 83,86Bl
82.5.80587
C2>Zoo、>100588
C2> 100 、〉100910
Bl > 101.95に 間 隙 腐 食 セ 賃 10 失(ωg7cm″)2
.6.2.3 2.5 1
6.8,15.92.4.0.5 1
.58.0.7.1 7.62.1.
3.6 2.919.7.17.9
18.86.1.5.3
5.73.5.6.7 5.1
31+、6,30.06.0.7.7
6.912.0,12.3
12.212.5,15.7 14.
16.3.7.2 6.81.2,4.
2 2.73.8. 1.0
2.L12.5.8.3 8.
9’1.5.7.3 5.91.7.
2.7 2.2 16.+1.3
.20.9,1.2 2.7,0.3 0.0.0.0 0.0
13.7. Q、00.0.0.0
0.0 0.0,11.30.0.0.
0 0.0 、 24.1
,116.2第V及びVA表から明らかなように、クロ
ム、ニオブ、チタン、モリブデン及びニッケルは耐孔食
性及び耐間隙腐食性を改善する作用をなす、モリブデン
は、40℃の6%Fec 1.と1%Hclとを含む液
で試験をすると、耐孔食性及び間隙腐食性が、クロムと
比べ約4倍(重量パーセントで)改善される。本発明に
よると、好ましい組成物は、Fecl、−Hclにおい
て高い耐性を示す。即ち、m準的なりレビスに対し、4
0℃で72時間試験を行ったところ、重量損失の平均が
lll1g/C112以下であフた。本発明の組成物は
、クロムの最少量は約17%で、クロムのパーセントと
4倍のモリブデンのパーセントの和が約52%以下、即
ち、 % Cr+4(% Mo)≧52式 2とするのが好
ましい。この好ましい組成物は、試験媒体が沸騰する温
度、即ち、約100℃以下の温度では常に孔食を防止す
るが、クロムが17%の場合にモリブデンを約11%以
下にすべきである。55℃の間隙腐食試験の試験片で得
られた最も悪いケースのデータをみると、良好な耐孔食
性及び耐間隙腐食性は、ニッケルの最少量を約59%に
しかつモリブデン含量を約10%以下に制限するのが好
ましいことがわかる。モリブデンとクロムの含量は、互
いに対して、クロム約16%の場合にモリブデンが約8
.5−10%となるようにバランスさせることが好まし
い、クロムのパーセントを16 、0%Fから20.5
kに増加させるときには、モリブデンの最少重量パーセ
ントは7.0零まで比例的に減少させるのが好ましいが
、最大量は約10%に留める。クロムの重量パーセント
が20.5%から約24%に増加したときには、そリブ
デンの好ましい重量パーセントは約7−10%であるが
、クロムは約31%以上にすべきではない。55℃のF
eel、−Hclにおいて最良の間隙腐食性を得るため
には、クロムの含量が約18.0にの場合、モリブデン
の含量を約8.5%乃至9.電にするのが好ましい、ク
ロムの重量パーセントが18 、 Qkから20.5k
に増加したときには、モリブデンの最少重量パーセント
は8゜5tから8.Otに比例的に減少させるのが好ま
しく、また、最大!i重量パーセント9゜4*に比例的
に減少させるのが好ましい。更に、クロムのfflff
1パーセントを20.5%から約22 、0にの好まし
い最大量に増加させるときは、モリブデンの最少重量パ
ーセントは8.0から7.7%へ比例的に減少させ、モ
リブデンの最大の重量パーセントは、クロムが約22.
鴎のときに、モリブデンの最大量が約8.2%となるよ
う減少させるのが好ましい0本発明の組成物においては
、55℃における耐間隙腐食性を良好なものにするには
、チタンの最少量を約0.8*乃至0.情にすることが
必要である。55℃のFecl、−Hclにおける耐間
隙腐食性を最良にするには、クロムとモリブデンの量を
制御するとともに、Ti及びNbの最少量をそれぞれ約
1.1零及び2.7情にするのが好ましい。
m゛1.4.1+、6 3.0<0.1
.<0.1 < 0.1 8.2,1
0.93.0,5.0 4.QO,6,
1,71,217,2,20,01+、5,11.2
4.111.7,1.1
1.Ll 21.i、17.91.
5.0.3 0・90.3,0.3
0.3 2.9,1[1,
l1O100 0、Q OO,0,0,10,8,
0,90゜9 2.L O,70,3,0
,60,53,6,13,3Q、2.O,tl
0.3 1.1.1.10・5.
1・00・8 3.3.0.91.1,
1.1 1.1 8.Q、
2.8<0.1. <0.1 < 0.1
6.7.3.50.3,0.3
0.3 10.4.2.02.7
2.7 4.8,18
.00.5,1.0 0.8
2.1.3.87.7,11.2 12.8.8.1 2.7. 3.6 1.4,0.9 3.5 0.7,1.8 il、o、13.6 1.6. 11.4 第 VA 321 Bl ’
65.78.5322 Bl
76.8132’l
B2 ハ5.5.50.53
48 s4 6
0.653’+9 ”1 ン
101.>101”2 >100.>
100401 86
119、匂1+102 E6
36.5,44.5406
Bl 64.5.71407
81 70.76
408 Bl
67.7311013 Bl
67.67It12
Bl 65.671113
Bl 59.
61.51tlll Bl ’
67.67415
Bl 80.5,80.5112
2 B1 B
o、5,80.51123 E6
4t1.5,11811211
E6 83,86Bl
82.5.80587
C2>Zoo、>100588
C2> 100 、〉100910
Bl > 101.95に 間 隙 腐 食 セ 賃 10 失(ωg7cm″)2
.6.2.3 2.5 1
6.8,15.92.4.0.5 1
.58.0.7.1 7.62.1.
3.6 2.919.7.17.9
18.86.1.5.3
5.73.5.6.7 5.1
31+、6,30.06.0.7.7
6.912.0,12.3
12.212.5,15.7 14.
16.3.7.2 6.81.2,4.
2 2.73.8. 1.0
2.L12.5.8.3 8.
9’1.5.7.3 5.91.7.
2.7 2.2 16.+1.3
.20.9,1.2 2.7,0.3 0.0.0.0 0.0
13.7. Q、00.0.0.0
0.0 0.0,11.30.0.0.
0 0.0 、 24.1
,116.2第V及びVA表から明らかなように、クロ
ム、ニオブ、チタン、モリブデン及びニッケルは耐孔食
性及び耐間隙腐食性を改善する作用をなす、モリブデン
は、40℃の6%Fec 1.と1%Hclとを含む液
で試験をすると、耐孔食性及び間隙腐食性が、クロムと
比べ約4倍(重量パーセントで)改善される。本発明に
よると、好ましい組成物は、Fecl、−Hclにおい
て高い耐性を示す。即ち、m準的なりレビスに対し、4
0℃で72時間試験を行ったところ、重量損失の平均が
lll1g/C112以下であフた。本発明の組成物は
、クロムの最少量は約17%で、クロムのパーセントと
4倍のモリブデンのパーセントの和が約52%以下、即
ち、 % Cr+4(% Mo)≧52式 2とするのが好
ましい。この好ましい組成物は、試験媒体が沸騰する温
度、即ち、約100℃以下の温度では常に孔食を防止す
るが、クロムが17%の場合にモリブデンを約11%以
下にすべきである。55℃の間隙腐食試験の試験片で得
られた最も悪いケースのデータをみると、良好な耐孔食
性及び耐間隙腐食性は、ニッケルの最少量を約59%に
しかつモリブデン含量を約10%以下に制限するのが好
ましいことがわかる。モリブデンとクロムの含量は、互
いに対して、クロム約16%の場合にモリブデンが約8
.5−10%となるようにバランスさせることが好まし
い、クロムのパーセントを16 、0%Fから20.5
kに増加させるときには、モリブデンの最少重量パーセ
ントは7.0零まで比例的に減少させるのが好ましいが
、最大量は約10%に留める。クロムの重量パーセント
が20.5%から約24%に増加したときには、そリブ
デンの好ましい重量パーセントは約7−10%であるが
、クロムは約31%以上にすべきではない。55℃のF
eel、−Hclにおいて最良の間隙腐食性を得るため
には、クロムの含量が約18.0にの場合、モリブデン
の含量を約8.5%乃至9.電にするのが好ましい、ク
ロムの重量パーセントが18 、 Qkから20.5k
に増加したときには、モリブデンの最少重量パーセント
は8゜5tから8.Otに比例的に減少させるのが好ま
しく、また、最大!i重量パーセント9゜4*に比例的
に減少させるのが好ましい。更に、クロムのfflff
1パーセントを20.5%から約22 、0にの好まし
い最大量に増加させるときは、モリブデンの最少重量パ
ーセントは8.0から7.7%へ比例的に減少させ、モ
リブデンの最大の重量パーセントは、クロムが約22.
鴎のときに、モリブデンの最大量が約8.2%となるよ
う減少させるのが好ましい0本発明の組成物においては
、55℃における耐間隙腐食性を良好なものにするには
、チタンの最少量を約0.8*乃至0.情にすることが
必要である。55℃のFecl、−Hclにおける耐間
隙腐食性を最良にするには、クロムとモリブデンの量を
制御するとともに、Ti及びNbの最少量をそれぞれ約
1.1零及び2.7情にするのが好ましい。
室温における硫化物の応力腐食割れ試験の試験片は、熱
処理後、深い坑井での時効を模擬するように、287.
8℃(550°F)で30日間加熱してから空冷したス
トリップからつくった。坑井時効ストリップからつくっ
た、 9.8x 1 x O,3cI11(3−77a
x 3/8 x 1/8インチ)の寸法の縦方向の0
曲げ試験用材料を機械加工して120グリツドの表面仕
上げをするとともに、ASTM G−30に従って、
2.54cm (1インチ)の内径に曲げた。各0曲げ
試験片の各脚部にナツトとワッシャを使用して、鋼製の
ボルトを取付けた。以下に示すように、横方向の試験片
も、長さを3.5cm(1−3/8インチ)にした点を
除き、0曲げ試験片に関して上記したようにしてつくっ
て、加工し、試験液に暴露するに当り、各試験片を鉄の
スリーブと係合させて両端部を固定し、両端部間の中央
に力を加えて所定の量だけ曲げた。試験片を清浄してか
ら、NACE試験法TM−01−77(1977年7月
1日付承認)に規定されている溶液に暴露した。約24
0,504.648及び1000時間後に各試験片の割
れを20倍の倍率で観察した。
処理後、深い坑井での時効を模擬するように、287.
8℃(550°F)で30日間加熱してから空冷したス
トリップからつくった。坑井時効ストリップからつくっ
た、 9.8x 1 x O,3cI11(3−77a
x 3/8 x 1/8インチ)の寸法の縦方向の0
曲げ試験用材料を機械加工して120グリツドの表面仕
上げをするとともに、ASTM G−30に従って、
2.54cm (1インチ)の内径に曲げた。各0曲げ
試験片の各脚部にナツトとワッシャを使用して、鋼製の
ボルトを取付けた。以下に示すように、横方向の試験片
も、長さを3.5cm(1−3/8インチ)にした点を
除き、0曲げ試験片に関して上記したようにしてつくっ
て、加工し、試験液に暴露するに当り、各試験片を鉄の
スリーブと係合させて両端部を固定し、両端部間の中央
に力を加えて所定の量だけ曲げた。試験片を清浄してか
ら、NACE試験法TM−01−77(1977年7月
1日付承認)に規定されている溶液に暴露した。約24
0,504.648及び1000時間後に各試験片の割
れを20倍の倍率で観察した。
割れが検出された時間及び割れがない場合の「NC」が
、rNAcEJに基づいき第■及びVIA表に示されて
いる。0曲げのデータは、縦方向の試験片をr Lon
g」で、横方向の試験片をr Trans 1で各表に
示しである。周知のように、「縦方向」及び「横方向」
という後は、試験片をつくった母材の方向に対する試験
片の軸線方向を定めるものである。
、rNAcEJに基づいき第■及びVIA表に示されて
いる。0曲げのデータは、縦方向の試験片をr Lon
g」で、横方向の試験片をr Trans 1で各表に
示しである。周知のように、「縦方向」及び「横方向」
という後は、試験片をつくった母材の方向に対する試験
片の軸線方向を定めるものである。
塩化物応力腐食割れ用0曲げ試験片は、NACE試験法
に関して使用できるように、上記したような坑井時効ス
トリップから機械加工によりつくり 1.9cm(37
4インチ)の内径にするように曲げた。−U曲げ試験片
を清浄にし、20倍の倍率で機械的欠陥を検査してから
、アリーン(Allihn)コンデンサを使用して、A
STM G−36に155℃で沸騰させた45%Mg
Cl□に鉄と接触させずに暴露した。沸騰した45%M
gCl2.に1000時間暴露した後、実施例17−2
4及び比較例348.349及び5137−590の清
浄なU曲げ試験片の全てに再度応力をかけ、更に100
0時間(全部で2000時間)暴露した点を除き、約1
.2.4.7.14.21.28.36及び42日目に
20倍の倍率で検査した。これらの試験の結果を第1/
I及びVIA表に示す。
に関して使用できるように、上記したような坑井時効ス
トリップから機械加工によりつくり 1.9cm(37
4インチ)の内径にするように曲げた。−U曲げ試験片
を清浄にし、20倍の倍率で機械的欠陥を検査してから
、アリーン(Allihn)コンデンサを使用して、A
STM G−36に155℃で沸騰させた45%Mg
Cl□に鉄と接触させずに暴露した。沸騰した45%M
gCl2.に1000時間暴露した後、実施例17−2
4及び比較例348.349及び5137−590の清
浄なU曲げ試験片の全てに再度応力をかけ、更に100
0時間(全部で2000時間)暴露した点を除き、約1
.2.4.7.14.21.28.36及び42日目に
20倍の倍率で検査した。これらの試験の結果を第1/
I及びVIA表に示す。
第V1表
I E 2 648,648 92.922
B I NC,NCNC,NC1008,504
,137,924E 6 NG、1000
340.340B I NC,NC230,NCNC
,NC5E 6 504,240 862.6
70B I NC,NCNC,NC 6E 6 240,240 NC,NCB
I NC,NCNC,!IC 7F 6 240,240 862.862B
I NG、 NCNC,NC 8B I NC,NC230,NC(3) NC
,NC−9BI NC,NCNC,NG 10 B I NC,NCNC,NCNC,NG1
1 B I NC,NG NG、 NCNC,
NC12A I NG、 NC48,NCB I
NC,NCNC,NC 13A I NC,NCNC,NC B I NC,NCNに、 844 14 A I NC,NG NG、 N
CB I NC,NG 230,230 870
.86215 B I NG、 NG
NG、 NC16B I NG、 NCNC1NC1
7B I NC,NCN[:、 NG
201B、 NC18A I NC,
NCNC,NCNC,NCB I NC,N(
: NG、 NG
19 B I NC,NCNC,NC
672,NC82NG、 NCNl:、 NG 20 B I NC,NCNC,NC
168,NG21 A I NC,N
CNC,504B I NC,NG
NG、 652 1168. NC22A
l NG、 NC+、 1338B I
NC,NG NG、 62B
+、 116823 BI
NC,NCNC,67504,150424A I
NG、 NG
1168. 1168B I NC,NCNC
,67111i8. NC25BI
NG、 NG NG、 6
9826 B+ −−NC,NC(
2127BI NG、
NC331i、 16828 BI
NG、NG 50
4.50429 8I
NC,NG NG、NC50BI
NG、 NC1032,N
C31B I NC,N
C1B8. 50432 BI
NC,NG 168.
69833 BI
NG、 NC168,16834B I
NG、 NC1032,NC35
Bl −−1008,NC36BI
NC,NCNC,NC37Bl
489. NG
504.331i38 Bl
67、 NC1032,NG
39 Bl −−168,16
840Bl −230,87336,33
641BI
NG、N(:(2142Bl−−NC,Nf: 43 Bl −Nil:、NG
336.50444 Bl
−NC,NC504,’1iC45BI
NC,NC
(2)46 BI
NG、NONC,N047 Bl
−−NG、NC48Bl
628.828 NC,NCA I
NC,50449Bl −NG、489
NC,NC50Bl −NC
,NG NG、NC51Bl
−−NG、NG52 Bl
−67,67168,NG(1) 2000時間暴露し
た実施例17−24を除き1000時間暴露。
B I NC,NCNC,NC1008,504
,137,924E 6 NG、1000
340.340B I NC,NC230,NCNC
,NC5E 6 504,240 862.6
70B I NC,NCNC,NC 6E 6 240,240 NC,NCB
I NC,NCNC,!IC 7F 6 240,240 862.862B
I NG、 NCNC,NC 8B I NC,NC230,NC(3) NC
,NC−9BI NC,NCNC,NG 10 B I NC,NCNC,NCNC,NG1
1 B I NC,NG NG、 NCNC,
NC12A I NG、 NC48,NCB I
NC,NCNC,NC 13A I NC,NCNC,NC B I NC,NCNに、 844 14 A I NC,NG NG、 N
CB I NC,NG 230,230 870
.86215 B I NG、 NG
NG、 NC16B I NG、 NCNC1NC1
7B I NC,NCN[:、 NG
201B、 NC18A I NC,
NCNC,NCNC,NCB I NC,N(
: NG、 NG
19 B I NC,NCNC,NC
672,NC82NG、 NCNl:、 NG 20 B I NC,NCNC,NC
168,NG21 A I NC,N
CNC,504B I NC,NG
NG、 652 1168. NC22A
l NG、 NC+、 1338B I
NC,NG NG、 62B
+、 116823 BI
NC,NCNC,67504,150424A I
NG、 NG
1168. 1168B I NC,NCNC
,67111i8. NC25BI
NG、 NG NG、 6
9826 B+ −−NC,NC(
2127BI NG、
NC331i、 16828 BI
NG、NG 50
4.50429 8I
NC,NG NG、NC50BI
NG、 NC1032,N
C31B I NC,N
C1B8. 50432 BI
NC,NG 168.
69833 BI
NG、 NC168,16834B I
NG、 NC1032,NC35
Bl −−1008,NC36BI
NC,NCNC,NC37Bl
489. NG
504.331i38 Bl
67、 NC1032,NG
39 Bl −−168,16
840Bl −230,87336,33
641BI
NG、N(:(2142Bl−−NC,Nf: 43 Bl −Nil:、NG
336.50444 Bl
−NC,NC504,’1iC45BI
NC,NC
(2)46 BI
NG、NONC,N047 Bl
−−NG、NC48Bl
628.828 NC,NCA I
NC,50449Bl −NG、489
NC,NC50Bl −NC
,NG NG、NC51Bl
−−NG、NG52 Bl
−67,67168,NG(1) 2000時間暴露し
た実施例17−24を除き1000時間暴露。
(2)疑わしい領域がみつかったが、500倍の倍率の
検査では割れの存在は確認できなかった。
検査では割れの存在は確認できなかった。
(3)実施例8の2番目の試験片(横方向)は装置の故
障により230時間で中断したが、割れはみつからなか
った。NC=割れは観察されず。
障により230時間で中断したが、割れはみつからなか
った。NC=割れは観察されず。
第VIA表
317 B I NG、 NCNC,
NG318 B I NC,NCNC
,NC321B I NC,NCNC,NCN
C,NC322BI NC,NC306,35
5324B2 NC,NCNC,NC348B5
NG、 NCNC,NC168,NCB 4
NC,NCNC,NG 48.336
349 (1) NC,NCNC,NC(
1) NC,NCNC,NCNC,NC394C
6240,240334,162401B6 N
C,NCNC,NC402E 6 240.100
0 862.862406
BI NC,NCNC,NC407C6
NC,NCNC,676 408BI NC,NCNC,NCNC,NC4
09BI NC,NCNC,NC412B I
NC,NCNC,NC413B I NC
,NCNC,NC414BI NC,NC、NC
,NC415B I NC,NCNC,1684
22BI NC,NCNC,NC423C650
4,240NC,NC 424C6NC,NCNC,882 B I NC,NCNC,168(2)587
C2NC,57067、230NC,NC58
8C2240,240336,336589C3NC,
NCNtl:、 NC590C3NC,NC336,
336 910B 1 67、67
336. NC914B 1
504. 504
931 (3) NC
,NCNC,NC%7Bl
67、67 NC,NG(2)(1)それ
ぞれ減少率24%及び31%の冷間圧延(2)疑わしい
領域がみつかったが、500倍の倍率の検査では割れの
存在は確認で籾なかった。
NG318 B I NC,NCNC
,NC321B I NC,NCNC,NCN
C,NC322BI NC,NC306,35
5324B2 NC,NCNC,NC348B5
NG、 NCNC,NC168,NCB 4
NC,NCNC,NG 48.336
349 (1) NC,NCNC,NC(
1) NC,NCNC,NCNC,NC394C
6240,240334,162401B6 N
C,NCNC,NC402E 6 240.100
0 862.862406
BI NC,NCNC,NC407C6
NC,NCNC,676 408BI NC,NCNC,NCNC,NC4
09BI NC,NCNC,NC412B I
NC,NCNC,NC413B I NC
,NCNC,NC414BI NC,NC、NC
,NC415B I NC,NCNC,1684
22BI NC,NCNC,NC423C650
4,240NC,NC 424C6NC,NCNC,882 B I NC,NCNC,168(2)587
C2NC,57067、230NC,NC58
8C2240,240336,336589C3NC,
NCNtl:、 NC590C3NC,NC336,
336 910B 1 67、67
336. NC914B 1
504. 504
931 (3) NC
,NCNC,NC%7Bl
67、67 NC,NG(2)(1)それ
ぞれ減少率24%及び31%の冷間圧延(2)疑わしい
領域がみつかったが、500倍の倍率の検査では割れの
存在は確認で籾なかった。
(3)減少率21%の冷間圧延
NC=割れは観察されず。
第Vt及びVI A表に示す結果から、本発明の組成物
は、室温での硫化物応力割れに対し耐性を有しているこ
とがわかる。最良の結果を得るには、モリブデン、ニオ
ブ、及びチタンを最も高いレベルにすることを避けるべ
きである。この点から、7%のモリブデンで、24%の
クロムが用いられる。クロムの量が23%から減少する
と、そりブデンの最大量を8%から上昇させることがで
き、許容できるモリブデンの重量パーセントの増加に対
するクロムの重量パーセントの減少の率は約2と等しい
0例えば、クロムの量を22%から20%に減少させる
と、硫化物の応力割れに対する最適の耐性が所望される
場合に好ましく使用される□モリブデンの最大量を約8
.5tから約9.5零に増加させることができる。また
、モリブデン含量が約11.5Nである場合には、クロ
ムは約16%まで低減されることが示されている。この
目的のためには、アルミニウムは、その好ましい範囲に
保持されるが、ニオブとチタンは慎重に制御しなければ
ならない。ニオブが4.5零であるときには、チタンは
約0.50X以下にすべきである。ニオブの重量パーセ
ントが4.5亀から約3.0kに減少すると、存在す、
るチタンの最大量は約2.0!Iiに比例的に増加させ
ることができる。ニオブの最大重量パーセントは4.2
5%であるのが好ましいが、この場合は、チタンの使用
量は約o、so%以下である。ニオブが4.25零から
3.峙に減少すると、チタンの最大重量パーセントは約
0.50%から約1.75kに比例的に増加される。従
って、ニオブの減少に対するチタンの重量パーセントの
増加の比率は、双方の場合とも1.0である。
は、室温での硫化物応力割れに対し耐性を有しているこ
とがわかる。最良の結果を得るには、モリブデン、ニオ
ブ、及びチタンを最も高いレベルにすることを避けるべ
きである。この点から、7%のモリブデンで、24%の
クロムが用いられる。クロムの量が23%から減少する
と、そりブデンの最大量を8%から上昇させることがで
き、許容できるモリブデンの重量パーセントの増加に対
するクロムの重量パーセントの減少の率は約2と等しい
0例えば、クロムの量を22%から20%に減少させる
と、硫化物の応力割れに対する最適の耐性が所望される
場合に好ましく使用される□モリブデンの最大量を約8
.5tから約9.5零に増加させることができる。また
、モリブデン含量が約11.5Nである場合には、クロ
ムは約16%まで低減されることが示されている。この
目的のためには、アルミニウムは、その好ましい範囲に
保持されるが、ニオブとチタンは慎重に制御しなければ
ならない。ニオブが4.5零であるときには、チタンは
約0.50X以下にすべきである。ニオブの重量パーセ
ントが4.5亀から約3.0kに減少すると、存在す、
るチタンの最大量は約2.0!Iiに比例的に増加させ
ることができる。ニオブの最大重量パーセントは4.2
5%であるのが好ましいが、この場合は、チタンの使用
量は約o、so%以下である。ニオブが4.25零から
3.峙に減少すると、チタンの最大重量パーセントは約
0.50%から約1.75kに比例的に増加される。従
って、ニオブの減少に対するチタンの重量パーセントの
増加の比率は、双方の場合とも1.0である。
本発明の合金及びこれからつくられる時効硬化した製品
は、沸騰した45%MgC1,という過酷な環境に対す
る暴露から分かるように、塩化物め応力割れに対し良好
な耐性を有している。ニッケルが約60%以下である場
合、クロム及びモリブデンの含量を低くすると、一層良
好な結果が得られる。硬化材の含量が約4.0a/oで
あるときには、ニッケルは少なくとも約60%存在させ
るべきである。また、硬化材の含量が約4.0a10以
上に増加しまたはこれ以下に減少すると、存在すべぎニ
ッケルの最少量はこれに対して60%を境にして上下さ
れ、ニッケル含量の変化の程度は、硬化材の含量の変化
63倍となる。従って、硬化材含量の増減が0.5a1
0であると、ニッケル含量の増減はこれに対応して1.
5a10となる。この点に関して、銅もまた、沸Ill
塩化カルシウムにおける耐応力割れ性に寄与する。この
目的のためには、ニッケルが約60%以下に低下するの
を補償するため、あるいは硬化材の含量が4.0a10
よりも多くなる場合には、銅を最大約3%包含させるの
が望ましい。最大約2.眞の銅は、ニッケルを60%以
上含む組成物において有効である。
は、沸騰した45%MgC1,という過酷な環境に対す
る暴露から分かるように、塩化物め応力割れに対し良好
な耐性を有している。ニッケルが約60%以下である場
合、クロム及びモリブデンの含量を低くすると、一層良
好な結果が得られる。硬化材の含量が約4.0a/oで
あるときには、ニッケルは少なくとも約60%存在させ
るべきである。また、硬化材の含量が約4.0a10以
上に増加しまたはこれ以下に減少すると、存在すべぎニ
ッケルの最少量はこれに対して60%を境にして上下さ
れ、ニッケル含量の変化の程度は、硬化材の含量の変化
63倍となる。従って、硬化材含量の増減が0.5a1
0であると、ニッケル含量の増減はこれに対応して1.
5a10となる。この点に関して、銅もまた、沸Ill
塩化カルシウムにおける耐応力割れ性に寄与する。この
目的のためには、ニッケルが約60%以下に低下するの
を補償するため、あるいは硬化材の含量が4.0a10
よりも多くなる場合には、銅を最大約3%包含させるの
が望ましい。最大約2.眞の銅は、ニッケルを60%以
上含む組成物において有効である。
高温及び高圧における塩化物、硫化水素及び硫黄の組合
せの影響を、過酷な酸性坑井の環境を模擬するように、
204℃(400°F)、232℃(450°F)及び
260℃(500°F)の温度でのオートクレーブ試験
により検討した。深い坑井での時効を模擬するように2
87.8℃(550°F)で30日間加熱しく次いで空
冷し)たストリップから2枚のU曲げ試験片をつくった
。U曲げ試験片は、寸法が9.8 x 0.95x O
,254−0,318cm(3−7/8X 3/8 X
O,100−0,125インチ)であり、各端部に隣
接して0.67cm (17764インチ)の直径の孔
を設けた。試験片を研削して120グリツドに仕上げ、
2.54cm (1インチ)の内径を有するように曲げ
、応力をかけた。第■乃至■表においては、試験片が応
力割れを示した暴露時間数と、割れが生じない場合のr
NCJとが示されている。第■乃至■表に示す本発明の
実施例及び比較例のものを、飽和(25%)塩化ナトリ
ウム、0.5g/lの硫黄元素及び1300−1400
psiの分圧の硫化水素試験媒体に3つの異なる条件下
で暴露した。第■表に示すように、204.4℃(40
0°F)で160時間が2回と328時間が1回の合計
648時間試験を行い、割れがない場合には、232℃
(450°F)で328時間継続させた。実施例と比較
例の幾つかから得た試験片を232℃(450°F)で
328時間を1回試験し、次いで、260℃(500°
F)で328時間を2回試験した。第4表には、232
℃(450T)で328時間を1回、次いで、260℃
(500°F)で328時間を1回試験した。第■表に
示すデータは、232’1m(450°F)で328時
間と、260℃(500T)で328時間を2回試験を
行った試験片から得たものである。低いpHを得るため
には二酸化炭素は必要としなかった。また、硫黄元素は
、本発明の組成物のような高合金材料が使用されるよう
な環境の厳しさを高めるため、試筋環境に含ませたので
ある。
せの影響を、過酷な酸性坑井の環境を模擬するように、
204℃(400°F)、232℃(450°F)及び
260℃(500°F)の温度でのオートクレーブ試験
により検討した。深い坑井での時効を模擬するように2
87.8℃(550°F)で30日間加熱しく次いで空
冷し)たストリップから2枚のU曲げ試験片をつくった
。U曲げ試験片は、寸法が9.8 x 0.95x O
,254−0,318cm(3−7/8X 3/8 X
O,100−0,125インチ)であり、各端部に隣
接して0.67cm (17764インチ)の直径の孔
を設けた。試験片を研削して120グリツドに仕上げ、
2.54cm (1インチ)の内径を有するように曲げ
、応力をかけた。第■乃至■表においては、試験片が応
力割れを示した暴露時間数と、割れが生じない場合のr
NCJとが示されている。第■乃至■表に示す本発明の
実施例及び比較例のものを、飽和(25%)塩化ナトリ
ウム、0.5g/lの硫黄元素及び1300−1400
psiの分圧の硫化水素試験媒体に3つの異なる条件下
で暴露した。第■表に示すように、204.4℃(40
0°F)で160時間が2回と328時間が1回の合計
648時間試験を行い、割れがない場合には、232℃
(450°F)で328時間継続させた。実施例と比較
例の幾つかから得た試験片を232℃(450°F)で
328時間を1回試験し、次いで、260℃(500°
F)で328時間を2回試験した。第4表には、232
℃(450T)で328時間を1回、次いで、260℃
(500°F)で328時間を1回試験した。第■表に
示すデータは、232’1m(450°F)で328時
間と、260℃(500T)で328時間を2回試験を
行った試験片から得たものである。低いpHを得るため
には二酸化炭素は必要としなかった。また、硫黄元素は
、本発明の組成物のような高合金材料が使用されるよう
な環境の厳しさを高めるため、試筋環境に含ませたので
ある。
第■表
実施例 (2X 160h+ 328h、2
04.4℃) (328h、 232℃)+I
E2 NC,NC,NG −2B I
NC,NC,NG 984.9844 E
6 NC,NG、 NC,NG 656.
984B 1 984.9845
E6 NG、NG、NG −6E6
NG、NG、N(: −81656、856 7F6 NG、NG、NG −B I
NG、 NC8BI NG、Nに
、NG 6569 BI NG、NC,N
G −10B I NC,NG、 Nfl
: 651i、 98411 B I N
G、 NC,NG 984.98412 BI
NC,NC,NC−13B I
NC,NC,NCNC,NC14B I
NG、 NC,NCNC,N(:A 1
1i511.
911415 BI NC,N
C,NC−16B I NC,NC,N
C984,984317B 1 978.97
B、 NC−318B 1 976.976
、976 −321 B
I NG、 NG、 NC328
,656322BI NC,NC,NC
−324B2 976、 NC,NG
−348B S
328,328,328
.328B 4 160. 160. 160
328.−349 *
NC,NC,NCNC,−*
328.
l156.656394 E6 16
0. 976、 976、 NG
−401B6 NC,NC,NC,N
C−402E6 NC,NC,NG、 N
C−406B1 320. 320.976
−407 Bl
976、 NC,NC−408Bl
978.NC,lie
−409BI NG、NC,NC
−412B 1 160. 648. 97
6 −413 B1
.648,976.976
−4 1 4 B 1
648. 6411. 9フロ
−415B 1
976、 NG、 NC−422B1 9
7B、 NC,NC−423E6 976、 9
78. NC,NC−424E6 NC
,NO,NC−B 1
651i、 NC*減少率がそれ
ぞれ24%及び31%の冷間圧延第1表 18 Al NC,NC587c2 328,
328BI NG、 NC588c2 32[1,
32819BI NC,NC589c2 3211
,32821 Al NC,NC B I NC,658 22At NC,NC B I NC,NC 23BI NC,NC 24Al NC,NC B I NC,656 第■表 25 Bl 984,984 38 BI
NC,NCBI NC,98439BI NC,N
C26Bl 984,984 40 BI N
C,98427Bl 984,984 42 B
I NC,NC28Bl 984.NC44BI
NC,NC29Bl 658,658 46
Bl 656,98430 BI NC,NC’4
8 BI NC,NC31Bl 656.984
Al NC,NC32BI NC,NC
49BI NC,98433Bl 984.NC5
0Bl 658,98436 BI NC,984
51BI NC,NC37Bl 984,984
52 Bl 984,984910 B I
NC,984 914B I NC,NC 931* 984,984 936 BI NC,984 %7BI NC,NC *減少率が21%の冷間圧延 オートクレーブ試験データから、著しく過酷な条件にお
いて、腐食及び応゛力割れに対する優れた耐性を有して
いることがわかる。データの分析により、本発明の組成
物においては、モリブデンは、204−232℃(40
0−450@@F)(7)温度範囲でのオートクレーブ
試験かられかるように、耐応力割れ性を改善するのに、
重量パーセントでクロムよりも約4倍有効であることが
わかった。204−232℃(400−450°F)+
7)範囲での割れに対する耐性を最良にするには、クロ
ムと4倍のモリブデンの含量が、重量パーセントで、約
47%以上、即妹、 % Cr+4(%Mo)≧47% 式3%式% 00°F)の範囲での耐割れ性を最良なものにするため
には、クロムと4倍のモリブデンの合量が、重量パーセ
ントで、約49.5に以上、即ち、% Cr+4(%M
o)≧49.5% 式4%式%) の耐割れ性が最適な合金を得るためには、クロムとモリ
ブデンの含量を30%以上、即ち、% Cr十% Mo
≧30% 式5%式% オートクレーブにおける260℃(500°F)での耐
応力割れ性を最良にするためには、硬化材の含量は、約
4.5a10以下にするのが好ましい。260℃’(5
00°F)以下での温度での曝露の場合には、硬化材の
含量を約5 a10以下にすると、耐応力割れ性が良好
となる。このようにして硬化材の含量を調整すると、強
度を最大のものにするには、アルミニウムは0.35!
k (0,77a10)以下にするのが好ましい。銅も
また、オートクレーブ試験における耐応力割れ性の改善
に寄与する。この目的のためには、3%まで使用するこ
とができる。硬化材の含量4.0a10を越える場合は
、オートクレーブ試験で菖耐応力割れ性の改善するには
2.峙以下の銅が有効である。
04.4℃) (328h、 232℃)+I
E2 NC,NC,NG −2B I
NC,NC,NG 984.9844 E
6 NC,NG、 NC,NG 656.
984B 1 984.9845
E6 NG、NG、NG −6E6
NG、NG、N(: −81656、856 7F6 NG、NG、NG −B I
NG、 NC8BI NG、Nに
、NG 6569 BI NG、NC,N
G −10B I NC,NG、 Nfl
: 651i、 98411 B I N
G、 NC,NG 984.98412 BI
NC,NC,NC−13B I
NC,NC,NCNC,NC14B I
NG、 NC,NCNC,N(:A 1
1i511.
911415 BI NC,N
C,NC−16B I NC,NC,N
C984,984317B 1 978.97
B、 NC−318B 1 976.976
、976 −321 B
I NG、 NG、 NC328
,656322BI NC,NC,NC
−324B2 976、 NC,NG
−348B S
328,328,328
.328B 4 160. 160. 160
328.−349 *
NC,NC,NCNC,−*
328.
l156.656394 E6 16
0. 976、 976、 NG
−401B6 NC,NC,NC,N
C−402E6 NC,NC,NG、 N
C−406B1 320. 320.976
−407 Bl
976、 NC,NC−408Bl
978.NC,lie
−409BI NG、NC,NC
−412B 1 160. 648. 97
6 −413 B1
.648,976.976
−4 1 4 B 1
648. 6411. 9フロ
−415B 1
976、 NG、 NC−422B1 9
7B、 NC,NC−423E6 976、 9
78. NC,NC−424E6 NC
,NO,NC−B 1
651i、 NC*減少率がそれ
ぞれ24%及び31%の冷間圧延第1表 18 Al NC,NC587c2 328,
328BI NG、 NC588c2 32[1,
32819BI NC,NC589c2 3211
,32821 Al NC,NC B I NC,658 22At NC,NC B I NC,NC 23BI NC,NC 24Al NC,NC B I NC,656 第■表 25 Bl 984,984 38 BI
NC,NCBI NC,98439BI NC,N
C26Bl 984,984 40 BI N
C,98427Bl 984,984 42 B
I NC,NC28Bl 984.NC44BI
NC,NC29Bl 658,658 46
Bl 656,98430 BI NC,NC’4
8 BI NC,NC31Bl 656.984
Al NC,NC32BI NC,NC
49BI NC,98433Bl 984.NC5
0Bl 658,98436 BI NC,984
51BI NC,NC37Bl 984,984
52 Bl 984,984910 B I
NC,984 914B I NC,NC 931* 984,984 936 BI NC,984 %7BI NC,NC *減少率が21%の冷間圧延 オートクレーブ試験データから、著しく過酷な条件にお
いて、腐食及び応゛力割れに対する優れた耐性を有して
いることがわかる。データの分析により、本発明の組成
物においては、モリブデンは、204−232℃(40
0−450@@F)(7)温度範囲でのオートクレーブ
試験かられかるように、耐応力割れ性を改善するのに、
重量パーセントでクロムよりも約4倍有効であることが
わかった。204−232℃(400−450°F)+
7)範囲での割れに対する耐性を最良にするには、クロ
ムと4倍のモリブデンの含量が、重量パーセントで、約
47%以上、即妹、 % Cr+4(%Mo)≧47% 式3%式% 00°F)の範囲での耐割れ性を最良なものにするため
には、クロムと4倍のモリブデンの合量が、重量パーセ
ントで、約49.5に以上、即ち、% Cr+4(%M
o)≧49.5% 式4%式%) の耐割れ性が最適な合金を得るためには、クロムとモリ
ブデンの含量を30%以上、即ち、% Cr十% Mo
≧30% 式5%式% オートクレーブにおける260℃(500°F)での耐
応力割れ性を最良にするためには、硬化材の含量は、約
4.5a10以下にするのが好ましい。260℃’(5
00°F)以下での温度での曝露の場合には、硬化材の
含量を約5 a10以下にすると、耐応力割れ性が良好
となる。このようにして硬化材の含量を調整すると、強
度を最大のものにするには、アルミニウムは0.35!
k (0,77a10)以下にするのが好ましい。銅も
また、オートクレーブ試験における耐応力割れ性の改善
に寄与する。この目的のためには、3%まで使用するこ
とができる。硬化材の含量4.0a10を越える場合は
、オートクレーブ試験で菖耐応力割れ性の改善するには
2.峙以下の銅が有効である。
本発明を更に例示するため、二重溶解により実施例53
を行ない、比較例として、重量が約4.545.5kg
(10、OOOポンド)で、io、16cm (
4インチ)の丸棒の鍛造したものを用い、熱処理を行な
った。実施例53の組成を第X表に示す。市販のタイ1
625合金の代表である比較例A(約10.000ボン
ド)の組成も第X表に示しである。
を行ない、比較例として、重量が約4.545.5kg
(10、OOOポンド)で、io、16cm (
4インチ)の丸棒の鍛造したものを用い、熱処理を行な
った。実施例53の組成を第X表に示す。市販のタイ1
625合金の代表である比較例A(約10.000ボン
ド)の組成も第X表に示しである。
第 X 表
夫度■臣ユ 比較例A
C0,0210,047
M n O,030,09S i
0.08 0
.12Cr 19.85
22.1ON i 61.7
3 61.57M o
8.81 8.79T
i 1.27
0.27A 1 0.16
0.28N b 3
.11 3.91B
O,0037 F e 4.92
2.84いずれも、鱗はo 、 Ol零よりも少
なく、硫黄は0.01%よりも少なかった。記載されて
はいないが、比較例Aは約0.004%のほう素を含有
していた。
0.08 0
.12Cr 19.85
22.1ON i 61.7
3 61.57M o
8.81 8.79T
i 1.27
0.27A 1 0.16
0.28N b 3
.11 3.91B
O,0037 F e 4.92
2.84いずれも、鱗はo 、 Ol零よりも少
なく、硫黄は0.01%よりも少なかった。記載されて
はいないが、比較例Aは約0.004%のほう素を含有
していた。
実施例53の約10cm(4インチ)のバー材料(固溶
化温度からの水冷を除きB1熱処理)の横方向部分から
、標準的なねじ付き(thread+J)引張試験片を
つくった。比較例の、鍛造しかつ熱処理した14.0c
m (5−%インチ)の丸棒からも、横方向引張試験片
をつくった。引張試験のデータを熱処理された場合の硬
度とともに、第刈表に示しである。
化温度からの水冷を除きB1熱処理)の横方向部分から
、標準的なねじ付き(thread+J)引張試験片を
つくった。比較例の、鍛造しかつ熱処理した14.0c
m (5−%インチ)の丸棒からも、横方向引張試験片
をつくった。引張試験のデータを熱処理された場合の硬
度とともに、第刈表に示しである。
(以下余白)
第XI表
53(1) u9.5<823.+n
175.6(1210,7)53(1)
127.9(882,9) 1
78.2(1228,3)A 73.
1(504,0) 136.1(938,
4)A 77.2(532,3)
138.8(957,0)(1)2つの試験の
平均 (2)固溶化処理後に水冷 El。
175.6(1210,7)53(1)
127.9(882,9) 1
78.2(1228,3)A 73.
1(504,0) 136.1(938,
4)A 77.2(532,3)
138.8(957,0)(1)2つの試験の
平均 (2)固溶化処理後に水冷 El。
33.2 刊、8 034
Bl(2)3o、s 42.
8 C35,5B2(2)32.8
33.5 B97
B133.0 37.6 898
Al第℃表のデータを比較すると、タ
イプ625の合金は、通常の時効硬化処理には応答しな
いことがわかる。本発明の合金及びタイプ625ととも
に、公知の合金も、処理が熱間加工を含むときには強度
がより高くなることがわかる。冷間加工を行なわない場
合には、タイプ625は本発明の合金よりも強度が遥か
に低くなる。
Bl(2)3o、s 42.
8 C35,5B2(2)32.8
33.5 B97
B133.0 37.6 898
Al第℃表のデータを比較すると、タ
イプ625の合金は、通常の時効硬化処理には応答しな
いことがわかる。本発明の合金及びタイプ625ととも
に、公知の合金も、処理が熱間加工を含むときには強度
がより高くなることがわかる。冷間加工を行なわない場
合には、タイプ625は本発明の合金よりも強度が遥か
に低くなる。
(効 果)
以上のように、本発明に係る合金は、従来のものとは異
なり、強度と耐食性とを合せもつから、化学、石油及び
原子力産業における種々の用途に向けることができる0
本発明に係る合金はまた、種々のサイズと形状の製品を
提供することができる。粉末冶金製品だけでなくビレッ
ト、バー、ストリップ及びシートのような種々の形態の
中間製品も得ることができ、該中間製品からは、多種類
の最終製品をつくることができる。更に、本発明の組成
物は、高温及び高圧というように条件が過酷な石油資源
の探査及び発掘において使用する部品を得るのに使用す
ることができる。このような部品には、例えば、安全弁
、ハンガー、バルブ及びバッカー素子、その他、地上ま
たは地下で使用される部品がある。
なり、強度と耐食性とを合せもつから、化学、石油及び
原子力産業における種々の用途に向けることができる0
本発明に係る合金はまた、種々のサイズと形状の製品を
提供することができる。粉末冶金製品だけでなくビレッ
ト、バー、ストリップ及びシートのような種々の形態の
中間製品も得ることができ、該中間製品からは、多種類
の最終製品をつくることができる。更に、本発明の組成
物は、高温及び高圧というように条件が過酷な石油資源
の探査及び発掘において使用する部品を得るのに使用す
ることができる。このような部品には、例えば、安全弁
、ハンガー、バルブ及びバッカー素子、その他、地上ま
たは地下で使用される部品がある。
本発明を、例示的な実施例に関して詳細に説明したが、
特許請求の範囲に記載の本発明の範囲内において種々の
変更を行なうことができる。例えば、アルミニウムを0
.1%よりも少なく、かつ、約105ksiの最少降伏
強さを得るために添加される当量原子パーセントのチタ
ン及びニオブの少なくとも一方で置換すると、アルミニ
ウムの含量が低減されない場合に比べ、全硬化材を数1
0分の1少なくすることができる。組成物の強度がアル
ミニウムの低下によって減少しても、チタン及びニオブ
の少なくとも一方の添加により、強度を増加させること
ができる。従って、アルミニウムの全てまたは実質止金
てをチタン及びニオブの少なくとも一方で置換すると、
硬化材の含量を3.Oa/oとすることができる。
特許請求の範囲に記載の本発明の範囲内において種々の
変更を行なうことができる。例えば、アルミニウムを0
.1%よりも少なく、かつ、約105ksiの最少降伏
強さを得るために添加される当量原子パーセントのチタ
ン及びニオブの少なくとも一方で置換すると、アルミニ
ウムの含量が低減されない場合に比べ、全硬化材を数1
0分の1少なくすることができる。組成物の強度がアル
ミニウムの低下によって減少しても、チタン及びニオブ
の少なくとも一方の添加により、強度を増加させること
ができる。従って、アルミニウムの全てまたは実質止金
てをチタン及びニオブの少なくとも一方で置換すると、
硬化材の含量を3.Oa/oとすることができる。
本明細書で使用されている語及び表現は、説明のための
ものであって、本発明を限定するものではない。従って
、かかる語及び表現によって、本発明の特徴と同等のも
のが除外されるものではない。
ものであって、本発明を限定するものではない。従って
、かかる語及び表現によって、本発明の特徴と同等のも
のが除外されるものではない。
特 許 出 願 人 カーペンタ−テクノロジーi−,
、+、−i
、+、−i
Claims (30)
- (1)時効硬化性のクロム・モリブデン含有ニッケル基
合金において、重量%即ちw/oで、0.1%以下の炭
素と、5%以下のマンガンと、1%以下のシリコンと、
0.03%以下の燐と、0.03%以下の硫黄と、16
−24%のクロムと、7−12%のモリブデンと、4%
以下のタングステンと、2−6%のニオブと、0.50
−2.5%のチタンと、痕跡乃至1%のアルミニウムと
、0.02%以下のほう素と、0.50%以下のジルコ
ニウムと5%以下のコバルトと、0−3%の銅と、0.
04%以下の窒素と、20%以下の鉄とを主成分とし、
かつ、残分が少なくとも約55%のニッケルからなり、
クロムとモリブデンの合計は31%以下であり、ニオブ
、チタン及びアルミニウムの合計はその原子パーセント
即ちa/oが0.64(w/o Nb)+1.24(w
/o Ti)+2.20(w/oAl)として計算する
と約3.5乃至5%となるようなパーセントであり、N
i、Cr、Mo、Nb、Ti及びAlの元素はクロム・
モリブデン含有ニッケル基合金が固溶化処理されかつ時
効硬化されると、再結晶温度以下における加工を必要と
することなく約260℃(約500F)以下の高温で塩
化物及び硫化物環境における孔食、間隙腐食及び応力腐
食割れに対する耐性とともに100ksi(690MN
/m^2)よりも大きい0.2%降伏強さとを有するよ
うにバランスされていることを特徴とする時効硬化性ク
ロム・モリブデン含有ニッケル基合金。 - (2)0.03%以下の炭素、2%以下のマンガン、0
.5%以下のシリコン、0.015%以下の燐、0.0
10、以下の硫黄18−22%のクロム、7.5−11
%のモリブデン、2.75−4.25%のニオブ、0.
75−1.5%のチタン、0.05−0.35%のアル
ミニウム、0.001−0.006%のほう素、0.0
8%以下のジルコニウム、0.5、以下の銅、0.01
%以下の窒素、2−14%の鉄、及び少なくとも約59
%のニッケルを含むことを特徴とする特許請求の範囲第
1項に記載の合金。 - (3)0.06%以下の炭素、2%以下のマンガン、及
び0.5%以下のシリコンを含むことを特徴とする特許
請求の範囲第1項に記載の合金。 - (4)約0.5%以下のマンガン、約0.2%以下のシ
リコン及び14%以下の鉄を含むことを特徴とする特許
請求の範囲第3項に記載の合金。 - (5)少なくとも約60%のニッケルを含むことを特特
徴とする特許請求の範囲第4項に記載の合金。 - (6)約0.03%以下の炭素と0.2%以下のマンガ
ンを含むことを特徴とする特許請求の範囲第4項に記載
の合金。 - (7)約0.01%以下の炭素と約0.01%以下の窒
素を含むことを特徴とする特許請求の範囲第6項に記載
の合金。 - (8)約11%以下のモリブデンを含み、クロムとモリ
ブデンの重量パーセントは、クロムが約16.0%のと
きにモリブデンが約7.7%−11.0%あり、クロム
が16.0%から19.0%に増加するとモリブデンの
最少量が7.0%に減少するようにバランスされている
ことを特徴とする特許請求の範囲第1乃至7項のいずれ
かに記載の合金。 - (9)約0.35%以下のアルミニウムを含むことを特
徴とする特許請求の範囲第8項に記載の合金。 - (10)約10%以下のモリブデンを含み、クロムとモ
リブデンの重量パーセントは、クロムが約16%のとき
にモリブデンが約8.5−10%あり、クロムが16.
0%から20.5%に増加するとモリブデンの最少量が
7.0%に比例的に減少し、クロムの重量パーセントが
20.5%から約24%に増加するとモリブデンの最少
重量パーセントが約7%に留まり、しかもクロムとモリ
ブデンの合計が31重量パーセント以下であるようにバ
ランスされていることを特徴とする特許請求の範囲第1
乃至7項のいずれかに記載の合金。 - (11)最少約0.9%のチタンを含むことを特徴とす
る特許請求の範囲第10項に記載の合金。 - (12)約17.0%の最小量のクロムを含み、かつ%
4Cr+4(%Mo)≧52%であることを特徴とする
特許請求の範囲第4項に記載の合金。 - (13)約0.35%の最大量のアルミニウムを含有す
ることを特徴とする特許請求の範囲第11項記載の合金
。 - (14)約2.75%の最少量のニオブと約1.1%の
最少量のチタンを含むことを特徴とする特許請求の範囲
第10項に記載の合金。 - (15)クロムとモリブデンの重量パーセントは、クロ
ムが24%であるときにモリブデンが7%であり、クロ
ムの重量パーセントが23%から減少するとモリブデン
の最大重量パーセントが8%から増加し、しかもモリブ
デンの最大重量パーセントの増加に対するクロムの重量
パーセントの減少の比率が約2にであるようにバランス
されていることを特徴とする特許請求の範囲第1乃至7
項に記載の合金。 - (16)3.0−4.5%のニオブと0.50−2.0
%のチタンを含み、チタンとニオブの重量パーセントは
、ニオブが4.5%であるときにチタンは0.50%以
下であり、ニオブの最大重量パーセントが4.5%から
3.0%へ減少するとチタンの最大重量パーセントが約
2.0%に増加するようにバランスされていることを特
徴とする特許請求の範囲第15項に記載の合金。 - (17)3.0−4.5%のニオブと0.50−1.7
5%のチタンを含み、ニオブとチタンの重量パーセント
は、ニオブが4.25%であるときにチタンは0.50
%以下であり、ニオブの重量パーセントが4.25%か
ら3.09%に減少するとチタンの最大量は0.50%
から1.75%に比例的に増加するようにバランスされ
ていることを特徴とする特許請求の範囲第15項に記載
の合金。 - (18)クロムとモリブデンの重量パーセントは、クロ
ムが約16.0%であるときにモリブデンが約7.5%
であり、クロムが16.0%から19.0%に増加する
とモリブデンの最少量が7.0%に比例的に減少するよ
うにバランスされていることを特徴とする特許請求の範
囲第1項に記載の合金。 - (19)クロムとモリブデンの重量パーセントは、クロ
ムが約16%であるときにモリブデンは最少約8.5%
であり、クロムが16.0%から21.5%に増加する
とモリブデンの最少量が8.5%から7.0%に減少し
、しかも約4.5原子パーセント以下のニオブとチタン
及びアルミニウムとを含むようにバランスされているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の合金。 - (20)ニオブとチタンは、ニオブが約3.9%のとき
にチタンは最少0.50%存在し、ニオブの重量パーセ
ントが約3.9w/oから3.0w/oに減少するとチ
タンの最少量が0.50w/oから約1.1w/oに比
例的に増加するとともに、ニオブの量が3.0w/oか
ら2.75w/oに減少するとチタンの最少量は約1.
1w/oから1.6w/oに増加するようにバランスさ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第1または2
項に記載の合金。 - (21)ニオブとチタンは、ニオブが約4.5w/oで
あるときにチタンは最少の0.50w/o存在し、ニオ
ブの存在量が4.5w/oから3.5w/oに減少する
と存在するチタンの最少量は0.50w/oから約1.
5w/oに比例的に増加するようにバランスされている
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の合金。 - (22)ニオブとチタンは、ニオブが約4.25w/o
であるときにチタンは最少の0.75w/o存在し、ニ
オブの存在量が4.25w/oから3.5w/oに減少
すると存在するチタンの最少量は0.75w/oから約
1.5w/oに比例的に増加するようにバランスされて
いることを特徴とする特許請求の範囲第2項に記載の合
金。 - (23)特許請求の範囲第1乃至22項のいずれかに記
載の合金からつくられた時効硬化耐食性製品において、
再結晶温度以下で加工を必要とすることなく高温の塩化
物及び硫化物環境において孔食、間隙腐食及び応力腐食
割れに対する耐性と合せて、固溶化処理及び時効のまま
の状態で100ksi以上の最少0.2%降伏強さを有
することを特徴とする時効硬化耐食性製品。 - (24)固溶化処理及び時効のままの状態で最少0.2
%降伏強さが少なくとも120ksiであることを特徴
とする特許請求の範囲第23項に記載の製品。 - (25)重量%即ちw/oで、0.1%以下の炭素と、
5%以下のマンガンと、1%以下のシリコンと、0.0
3%以下の燐と、0.03%以下の硫黄と、16−24
%のクロムと、7−12%のモリブデンと、4%以下の
タングステンと、2−6%のニオブと、0.50−2.
5%のチタンと、痕跡乃至1%のアルミニウムと、0.
02%以下のほう素と、0.50%以下のジルコニウム
と5%以下のコバルトと、0−3%の銅と、0.04%
以下の窒素と、20%以下の鉄とを主成分とし、残分が
少なくとも約55%のニッケルからなるニッケル基合金
の製造方法であって、クロムとモリブデンを合せた重量
パーセントが31%以下であるようにクロムのパーセン
トとモリブデンのパーセントの合計を調節し、かつ、ニ
オブ、チタン及びアルミニウムの元素を合せた原子パー
セントの合計がが0.64(w/o Nb)+1.24
(w/oTi)+2.20(w/o Al)として計算
すると、約3.5a/o乃至5a/oとなるようにニオ
ブの重量パーセントと、チタンの重量パーセント及びア
ルミニウムの重量パーセントとの合計を調節することを
特徴とするニッケル基合金の製造方法。 - (26)再結晶温度以下で加工を必要とすることなく約
260℃(約500°F)以下の高温の塩化物及び硫化
物環境において孔食、間隙腐食及び応力腐食割れに・対
する耐性と合せて、100ksi(690MN/m^2
)以上の0.2%降伏強さを有す製品を提供するように
前記ニッケル基合金を時効硬化することを特徴とする特
許請求の範囲第25項に記載の方法。 - (27)前記時効硬化前に前記ニッケル基合金を熱間加
工することを特徴とする特許請求の範囲第26項に記載
の方法。 - (28)前記熱間加工後であって、前記時効硬化前に前
記ニッケル基合金を固溶化処理することを特徴とする特
許請求の範囲第27項に記載の方法。 - (29)2工程の時効硬化処理を、約590−790℃
(約1100乃至1450°F)の温度範囲で行うこと
を特徴とする特許請求の範囲第26乃至28項のいずれ
かに記載の方法。 - (30)酸性坑井の製品をつくるための特許請求の範囲
第1または2項に記載の時効硬化性ニッケル基合金の使
用。
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