JPS6349735B2 - - Google Patents
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- JPS6349735B2 JPS6349735B2 JP11926584A JP11926584A JPS6349735B2 JP S6349735 B2 JPS6349735 B2 JP S6349735B2 JP 11926584 A JP11926584 A JP 11926584A JP 11926584 A JP11926584 A JP 11926584A JP S6349735 B2 JPS6349735 B2 JP S6349735B2
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Landscapes
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
この発明は、すぐれた高温耐酸化性および高温
強度を有すると共に、さらに特にすぐれた耐溶融
ガラス侵食性を有し、したがつて、これらの特性
が要求されるガラス繊維成形スピナーとして用い
た場合にすぐれた性能を長期に亘つて発揮する
Co基耐熱合金に関するものである。 〔従来の技術〕 一般に、ガラス繊維は、スピナー内に1000℃程
度に加熱した溶融ガラスを装入し、このスピナー
を1700r.p.m.程度の回転数で高速回転して、前記
スピナーの側壁にそつて放射状に穿設した多数の
細孔から溶融ガラスを遠心力にて噴出させること
によつて成形されるものであるため、前記スピナ
ーには、高温耐酸化性、高温強度、特に高温クリ
ープラプチヤー強度、および耐溶融ガラス侵食性
を具備することが要求される。 従来、このガラス繊維成形用スピナーの製造に
使用される代表的合金として、重量%で、28%
Cr−13%Ni−10%W−1.5%Ta−Coからなる組
成をもつたCo基耐熱合金がある。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、この従来Co基耐熱合金は、特に耐溶
融ガラス侵食性が不十分であるために、比較的早
期に、スピナー側壁の細孔の孔径が許容限度以上
に大きくなつてしまい、使用寿命に至るものであ
つた。 〔問題点を解決するための手段〕 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、高温耐酸化性、高温強度(高温クリープラプ
チヤー強度)、および耐溶融ガラス侵食性を具備
した合金を開発すべく研究を行なつた結果、重量
%で(以下%は重量%を示す)、 C:0.01〜1%、 SiおよびMnのうちの1種または2種:0.01〜
2%、 Cr:15〜40%、 Ni:5〜35%、 WおよびMoのうちの1種または2種:0.1〜15
%、 Hf:0.01〜5% Al:0.01〜3%、 を含有し、さらに必要に応じて、 (A) Ta、Nb、およびTiのうちの1種または2種
以上:0.01〜5%、 (B) BおよびZrのうちの1種または2種:0.005
〜0.1%、 (C) 希土類元素:0.005〜0.1%、 以上(A)〜(C)のうちの1種または2種以上を含有
し、残りがCoと不可避不純物からなる組成を有
するCo基合金、すぐれた高温耐酸化性および高
温強度(高温クリープラプチヤー強度)を有する
ばかりでなく、特にすぐれた耐溶融ガラス侵食性
を具備し、したがつて、このCo基耐熱合金を、
特にガラス繊維成形用スピナーの製造に用いた場
合、この結果のスピナーはきわめて長期に亘つて
すぐれた性能を発揮するという知見を得たのであ
る。 この発明は、上記知見にもとずいてなされたも
のであつて、以下に成分組成範囲を上記の通りに
限定した理由を説明する。 (a) C C成分には、素地に固溶するほか、Cr、W、
Mo、およびHf、さらにTa、NbおよびTiなど
と結合して炭化物を形成し、もつて結晶粒内お
よび結晶粒界を強化すると共に、高温強度を向
上させ、さらに溶接性および鋳造性を改善する
作用があるが、その含有量が0.01%未満では前
記作用に所望の効果が得られず、一方1%を越
えて含有させると靭性が劣化するようになるこ
とから、その含有量を0.01〜1%と定めた。 (b) SiおよびMn これらの成分には、脱酸作用があるので、合
金溶製には不可欠の成分であるが、その含有量
が0.01%未満では所望の脱酸をはかることがで
きず、一方2%を越えて含有させても脱酸効果
が飽和するばかりでなく、合金特性に劣化傾向
が現われるようになることから、その含有量を
0.01〜2%と定めた。 (c) Cr Cr成分は、すぐれた高温耐酸化性を確保す
る上で不可欠なオーステナイト構成成分である
が、その含有量が15%未満では所望のすぐれた
高温耐酸化性を確保することができず、一方40
%を越えて含有させると高温強度および靭性が
急激に低下するようになることから、その含有
量を15〜40%と定めた。 (d) Ni Ni成分には、Crとの共存において高温強度
を向上させ、さらにオーステナイト素地を構成
して、これを良く安定化し、かつ加工性を向上
させる作用があるが、その含有量が5%未満で
は前記作用に所望の効果が得られず、一方35%
を超えて含有させてもより一層の向上効果は現
われないことから、その含有量を5〜35%と定
めた。 (e) WおよびMo これらの成分には、Cと結合して高融点炭化
物であるMC型炭化物を形成し、一方M7C3型
やM23・C6型の低融点炭化物の形成を抑制し、
もつて高温強度を向上させると共に、オーステ
ナイト素地に固溶して、これを強化する作用が
あるが、その含有量が0.1%未満では前記作用
に所望の効果が得られず、一方15%を越えて含
有させると、高温耐酸化性が急激に劣化するよ
うになるばかりでなく、靭性劣化の原因となる
σ相などの金属間化合物が形成されるようにな
ることから、その含有量を0.1〜15%と定めた。 (f) Hf Hf成分には、MC型あるいはM7C3型の共晶
炭化物を形成することなく、高融点炭化物であ
るMC型の初晶炭化物を形成して、高温耐酸化
性および高温強度を向上させ、さらに一段と耐
溶融ガラス侵食性を向上させる作用があるが、
その含有量が0.01%未満では前記作用に所望の
効果が得られず、一方5%を越えて含有させて
も前記作用により一層の向上効果は得られず、
経済性を考慮して、その含有量を0.01〜5%と
定めた。 (g) Al Al成分には、合金の高温耐酸化性を一段と
向上させる作用があるが、その含有量が0.01%
未満では所望の高温耐酸化性向上効果が得られ
ず、一方3%を越えて含有させると、合金の靭
性に劣化傾向が現われるようになることから、
その含有量を0.01〜3%と定めた。 (h) Ta、Nb、およびTi これらの成分には、Hfとの共存において、
高融点炭化物であるMC型の初晶複合炭化物を
形成して、高温耐酸化性および高温強度を一段
と向上させ、さらに耐溶融ガラス侵食性も向上
させる作用があるので、特にこれらの特性が要
求される場合に必要に応じて含有されるが、そ
の含有量が0.01%未満では前記作用に所望の向
上効果が得られず、一方5%を越えて含有させ
てもより一層の向上効果は現われないことか
ら、その含有量を0.01〜5%と定めた。 (i) BおよびZr これらの成分には、結晶粒界を強化して合金
の高温強度を一段と向上させる作用があるの
で、必要に応じて含有されるが、その含有量が
0.005%未満では所望の高温強度向上効果が得
られず、一方0.1%を越えて含有させると、靭
性が低下するようになることから、その含有量
を0.005〜0.1%と定めた。 (j) 希土類元素 希土類元素には、特にHfとの共存において
高温耐酸化性をより一段と向上させる作用があ
るので、特にすぐれた耐酸化性が要求される場
合に必要に応じて含有されるが、その含有量が
0.005%未満では前記作用に所望の効果が得ら
れず、一方0.1%を越えて含有させると鋳造性
および加工性に劣化傾向が現われるようになる
ことから、その含有量を0.005〜0.1%と定め
た。 なお、この発明のCo基耐熱合金における不可
避不純物のうち、特にFeに開しては、3%まで
含有しても合金特性が何ら損なわれることがない
ので、経済性を考慮して3%までの範囲で積極的
に含有させる場合がある。 〔実施例〕 つぎに、この発明のCo基耐熱合金を実施例に
より具体的に説明する。 通常の溶解法によりそれぞれ第1表に示される
成分組成をもつた本発明Co基耐熱合金1〜42お
よび従来Co基耐熱合金を溶製し、ロストワツク
ス精密鋳造法を用いて、平行部外径:7mmφ×平
行部長さ:50mm×チヤツク部外径:25mmφ×全
長:90mmの寸法をもつた試験片素材に鋳造した。
ついで、この試験片素材により、高温強度を評価
する目的でクリープラプチヤー試験片を削り出
し、この試験片を用い、雰囲気:大気中、加熱温
度:1100℃、付加荷重応力:3.5Kg/mm2の条件で
強度を有すると共に、さらに特にすぐれた耐溶融
ガラス侵食性を有し、したがつて、これらの特性
が要求されるガラス繊維成形スピナーとして用い
た場合にすぐれた性能を長期に亘つて発揮する
Co基耐熱合金に関するものである。 〔従来の技術〕 一般に、ガラス繊維は、スピナー内に1000℃程
度に加熱した溶融ガラスを装入し、このスピナー
を1700r.p.m.程度の回転数で高速回転して、前記
スピナーの側壁にそつて放射状に穿設した多数の
細孔から溶融ガラスを遠心力にて噴出させること
によつて成形されるものであるため、前記スピナ
ーには、高温耐酸化性、高温強度、特に高温クリ
ープラプチヤー強度、および耐溶融ガラス侵食性
を具備することが要求される。 従来、このガラス繊維成形用スピナーの製造に
使用される代表的合金として、重量%で、28%
Cr−13%Ni−10%W−1.5%Ta−Coからなる組
成をもつたCo基耐熱合金がある。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、この従来Co基耐熱合金は、特に耐溶
融ガラス侵食性が不十分であるために、比較的早
期に、スピナー側壁の細孔の孔径が許容限度以上
に大きくなつてしまい、使用寿命に至るものであ
つた。 〔問題点を解決するための手段〕 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、高温耐酸化性、高温強度(高温クリープラプ
チヤー強度)、および耐溶融ガラス侵食性を具備
した合金を開発すべく研究を行なつた結果、重量
%で(以下%は重量%を示す)、 C:0.01〜1%、 SiおよびMnのうちの1種または2種:0.01〜
2%、 Cr:15〜40%、 Ni:5〜35%、 WおよびMoのうちの1種または2種:0.1〜15
%、 Hf:0.01〜5% Al:0.01〜3%、 を含有し、さらに必要に応じて、 (A) Ta、Nb、およびTiのうちの1種または2種
以上:0.01〜5%、 (B) BおよびZrのうちの1種または2種:0.005
〜0.1%、 (C) 希土類元素:0.005〜0.1%、 以上(A)〜(C)のうちの1種または2種以上を含有
し、残りがCoと不可避不純物からなる組成を有
するCo基合金、すぐれた高温耐酸化性および高
温強度(高温クリープラプチヤー強度)を有する
ばかりでなく、特にすぐれた耐溶融ガラス侵食性
を具備し、したがつて、このCo基耐熱合金を、
特にガラス繊維成形用スピナーの製造に用いた場
合、この結果のスピナーはきわめて長期に亘つて
すぐれた性能を発揮するという知見を得たのであ
る。 この発明は、上記知見にもとずいてなされたも
のであつて、以下に成分組成範囲を上記の通りに
限定した理由を説明する。 (a) C C成分には、素地に固溶するほか、Cr、W、
Mo、およびHf、さらにTa、NbおよびTiなど
と結合して炭化物を形成し、もつて結晶粒内お
よび結晶粒界を強化すると共に、高温強度を向
上させ、さらに溶接性および鋳造性を改善する
作用があるが、その含有量が0.01%未満では前
記作用に所望の効果が得られず、一方1%を越
えて含有させると靭性が劣化するようになるこ
とから、その含有量を0.01〜1%と定めた。 (b) SiおよびMn これらの成分には、脱酸作用があるので、合
金溶製には不可欠の成分であるが、その含有量
が0.01%未満では所望の脱酸をはかることがで
きず、一方2%を越えて含有させても脱酸効果
が飽和するばかりでなく、合金特性に劣化傾向
が現われるようになることから、その含有量を
0.01〜2%と定めた。 (c) Cr Cr成分は、すぐれた高温耐酸化性を確保す
る上で不可欠なオーステナイト構成成分である
が、その含有量が15%未満では所望のすぐれた
高温耐酸化性を確保することができず、一方40
%を越えて含有させると高温強度および靭性が
急激に低下するようになることから、その含有
量を15〜40%と定めた。 (d) Ni Ni成分には、Crとの共存において高温強度
を向上させ、さらにオーステナイト素地を構成
して、これを良く安定化し、かつ加工性を向上
させる作用があるが、その含有量が5%未満で
は前記作用に所望の効果が得られず、一方35%
を超えて含有させてもより一層の向上効果は現
われないことから、その含有量を5〜35%と定
めた。 (e) WおよびMo これらの成分には、Cと結合して高融点炭化
物であるMC型炭化物を形成し、一方M7C3型
やM23・C6型の低融点炭化物の形成を抑制し、
もつて高温強度を向上させると共に、オーステ
ナイト素地に固溶して、これを強化する作用が
あるが、その含有量が0.1%未満では前記作用
に所望の効果が得られず、一方15%を越えて含
有させると、高温耐酸化性が急激に劣化するよ
うになるばかりでなく、靭性劣化の原因となる
σ相などの金属間化合物が形成されるようにな
ることから、その含有量を0.1〜15%と定めた。 (f) Hf Hf成分には、MC型あるいはM7C3型の共晶
炭化物を形成することなく、高融点炭化物であ
るMC型の初晶炭化物を形成して、高温耐酸化
性および高温強度を向上させ、さらに一段と耐
溶融ガラス侵食性を向上させる作用があるが、
その含有量が0.01%未満では前記作用に所望の
効果が得られず、一方5%を越えて含有させて
も前記作用により一層の向上効果は得られず、
経済性を考慮して、その含有量を0.01〜5%と
定めた。 (g) Al Al成分には、合金の高温耐酸化性を一段と
向上させる作用があるが、その含有量が0.01%
未満では所望の高温耐酸化性向上効果が得られ
ず、一方3%を越えて含有させると、合金の靭
性に劣化傾向が現われるようになることから、
その含有量を0.01〜3%と定めた。 (h) Ta、Nb、およびTi これらの成分には、Hfとの共存において、
高融点炭化物であるMC型の初晶複合炭化物を
形成して、高温耐酸化性および高温強度を一段
と向上させ、さらに耐溶融ガラス侵食性も向上
させる作用があるので、特にこれらの特性が要
求される場合に必要に応じて含有されるが、そ
の含有量が0.01%未満では前記作用に所望の向
上効果が得られず、一方5%を越えて含有させ
てもより一層の向上効果は現われないことか
ら、その含有量を0.01〜5%と定めた。 (i) BおよびZr これらの成分には、結晶粒界を強化して合金
の高温強度を一段と向上させる作用があるの
で、必要に応じて含有されるが、その含有量が
0.005%未満では所望の高温強度向上効果が得
られず、一方0.1%を越えて含有させると、靭
性が低下するようになることから、その含有量
を0.005〜0.1%と定めた。 (j) 希土類元素 希土類元素には、特にHfとの共存において
高温耐酸化性をより一段と向上させる作用があ
るので、特にすぐれた耐酸化性が要求される場
合に必要に応じて含有されるが、その含有量が
0.005%未満では前記作用に所望の効果が得ら
れず、一方0.1%を越えて含有させると鋳造性
および加工性に劣化傾向が現われるようになる
ことから、その含有量を0.005〜0.1%と定め
た。 なお、この発明のCo基耐熱合金における不可
避不純物のうち、特にFeに開しては、3%まで
含有しても合金特性が何ら損なわれることがない
ので、経済性を考慮して3%までの範囲で積極的
に含有させる場合がある。 〔実施例〕 つぎに、この発明のCo基耐熱合金を実施例に
より具体的に説明する。 通常の溶解法によりそれぞれ第1表に示される
成分組成をもつた本発明Co基耐熱合金1〜42お
よび従来Co基耐熱合金を溶製し、ロストワツク
ス精密鋳造法を用いて、平行部外径:7mmφ×平
行部長さ:50mm×チヤツク部外径:25mmφ×全
長:90mmの寸法をもつた試験片素材に鋳造した。
ついで、この試験片素材により、高温強度を評価
する目的でクリープラプチヤー試験片を削り出
し、この試験片を用い、雰囲気:大気中、加熱温
度:1100℃、付加荷重応力:3.5Kg/mm2の条件で
【表】
【表】
【表】
【表】
第2表に示される結果から、本発明Co基耐熱
合金は、従来Co基耐熱合金に比して、一段とす
ぐれた高温耐酸化性および高温強度を有し、さら
にすぐれた耐溶融ガラス侵食性を具備することが
明らかである。 上述のように、この発明のCo基耐熱合金は、
すぐれた高温強度および高温耐酸化性を有し、か
つ耐溶融ガラス侵食性にもすぐれているので、特
にこれらの特性が要求されるガラス繊維成形用ス
ピナーの製造に用いた場合には、著しく長期に亘
つてすぐれた性能を発揮するのである。
合金は、従来Co基耐熱合金に比して、一段とす
ぐれた高温耐酸化性および高温強度を有し、さら
にすぐれた耐溶融ガラス侵食性を具備することが
明らかである。 上述のように、この発明のCo基耐熱合金は、
すぐれた高温強度および高温耐酸化性を有し、か
つ耐溶融ガラス侵食性にもすぐれているので、特
にこれらの特性が要求されるガラス繊維成形用ス
ピナーの製造に用いた場合には、著しく長期に亘
つてすぐれた性能を発揮するのである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 C:0.01〜1%、 SiおよびMnのうちの1種または2種:0.01〜
2%、 Cr:15〜40%、 Ni:5〜35%、 WおよびMoのうちの1種または2種:0.1〜15
%、 Hf:0.01〜5%、 Al:0.01〜3% を含有し、残りがCoと不可避不純物からなる組
成(以上重量%)を有することを特徴とするCo
基耐熱合金。 2 C:0.01〜1%、 SiおよびMnのうちの1種または2種:0.01〜
2%、 Cr:15〜40%、 Ni:5〜35%、 WおよびMoのうちの1種または2種:0.1〜15
%、 Hf:0.01〜5%、 Al:0.01〜3%、 を含有し、さらに、 Ta、Nb、およびTiのうちの1種または2種以
上:0.01〜5%、 を含有し、残りがCoと不可避不純物からなる組
成(以上重量%)を有することを特徴とするCo
基耐熱合金。 3 C:0.01〜1%、 SiおよびMnのうちの1種または2種:0.01〜
2%、 Cr:15〜40%、 Ni:5〜35%、 WおよびMoのうちの1種または2種:0.1〜15
%、 Hf:0.01〜5%、 Al:0.01〜3%、 を含有し、さらに、 BおよびZrのうちの1種または2種:0.005〜
0.1%、 を含有し、残りがCoと不可避不純物からなる組
成(以上重量%)を有することを特徴とするCo
基耐熱合金。 4 C:0.01〜1%、 SiおよびMnのうちの1種または2種:0.01〜
2%、 Cr:15〜40%、 Ni:5〜35%、 WおよびMoのうちの1種または2種:0.1〜15
%、 Hf:0.01〜5%、 Al:0.01〜3%、 を含有し、さらに、 希土類元素:0.005〜0.1%、 を含有し、残りがCoと不可避不純物からなる組
成(以上重量%)を有することを特徴とするCo
基耐熱合金。 5 C:0.01〜1%、 SiおよびMnのうちの1種または2種:0.01〜
2%、 Cr:15〜40%、 Ni:5〜35%、 WおよびMoのうちの1種または2種:0.1〜15
%、 Hf:0.01〜5%、 Al:0.01〜3%、 を含有し、さらに、 Ta、Nb、およびTiのうちの1種または2種以
上:0.01〜5%と、 BおよびZrのうちの1種または2種:0.005〜
0.1%、 を含有し、残りがCoと不可避不純物からなる組
成(以上重量%)を有することを特徴とするCo
基耐熱合金。 6 C:0.01〜1%、 SiおよびMnのうちの1種または2種:0.01〜
2%、 Cr:15〜40%、 Ni:5〜35%、 WおよびMoのうちの1種または2種:0.1〜15
%、 Hf:0.01〜5%、 Al:0.01〜3%、 を含有し、さらに、 Ta、Nb、およびTiのうちの1種または2種以
上:0.01〜5%と、 希土類元素:0.005〜0.1%、 を含有し、残りがCoと不可避不純物からなる組
成(以上重量%)を有することを特徴とするCo
基耐熱合金。 7 C:0.01〜1%、 SiおよびMnのうちの1種または2種:0.01〜
2%、 Cr:15〜40%、 Ni:5〜35%、 WおよびMoのうちの1種または2種:0.1〜15
%、 Hf:0.01〜5%、 Al:0.01〜3%、 を含有し、さらに BおよびZrのうちの1種または2種:0.005〜
0.1%と、 希土類元素:0.005〜0.1%、 を含有し、残りがCoと不可避不純物からなる組
成(以上重量%)を有することを特徴とするCo
基耐熱合金。 8 C:0.01〜1%、 SiおよびMnのうちの1種または2種:0.01〜
2%、 Cr:15〜40%、 Ni:5〜35%、 WおよびMoのうちの1種または2種:0.1〜15
%、 Hf:0.01〜5%、 Al:0.01〜3%、 を含有し、さらに、 Ta、Nb、およびTiのうちの1種または2種以
上:0.01〜5%と、 BおよびZrのうちの1種または2種:0.005〜
0.1%と、 希土類元素:0.005〜0.1%、 を含有し、残りがCoと不可避不純物からなる組
成(以上重量%)を有することを特徴とするCo
基耐熱合金。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11926584A JPS60262934A (ja) | 1984-06-11 | 1984-06-11 | Co基耐熱合金 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11926584A JPS60262934A (ja) | 1984-06-11 | 1984-06-11 | Co基耐熱合金 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60262934A JPS60262934A (ja) | 1985-12-26 |
JPS6349735B2 true JPS6349735B2 (ja) | 1988-10-05 |
Family
ID=14757060
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11926584A Granted JPS60262934A (ja) | 1984-06-11 | 1984-06-11 | Co基耐熱合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60262934A (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4820324A (en) * | 1987-05-18 | 1989-04-11 | Owens-Corning Fiberglas Corporation | Glass corrosion resistant cobalt-based alloy having high strength |
-
1984
- 1984-06-11 JP JP11926584A patent/JPS60262934A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS60262934A (ja) | 1985-12-26 |
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