KR102696121B1 - 섬유-형성 플레이트를 위한 합금 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 매우 높은 온도에서 사용되기 위한, 특히 용융된 광물 조성물의 견인에 의한 광물면의 제조 방법에서 사용될 수 있는 금속 합금에 관한 것으로, 하기 원소: Cr 20 내지 35%, Fe 10 내지 25%, W 2 내지 10%, Nb 0.5 내지 2.5%, Ti 0 내지 1%, C 0.2 내지 1.2%, Co 5% 미만, Si 0.9% 미만, Mn 0.9% 미만, 니켈 및 불가피한 불순물을 포함하는 나머지 성분을 함유하는 것을 특징으로 하고, 이때 구성비율은 합금의 중량을 기준으로 한 백분율로서 표시된다.

Description

섬유-형성 플레이트를 위한 합금
본 발명은 매우 높은 온도에서 사용되기 위한, 특히 용융된 광물 조성물의 섬유화에 의한 광물면의 제조 공정에서 사용될 수 있는, 또는 더 일반적으로 용융된 유리와 같은 산화성 환경에서 고온 기계적 강도를 갖는 도구의 형성 공정에서 사용될 수 있는 금속 합금, 및 고온에서 사용될 수 있는, 특히 유리 또는 다른 광물질의 용융 및/또는 열간 변환을 위한 물품의 제조, 예컨대 광물면의 제조를 위한 기계의 부품의 제조를 위해 사용될 수 있는 니켈계 합금에 관한 것이다.
내부 원심분리로서 공지된 한가지 섬유화 기법은 수직 축 주위를 매우 높은 회전 속도로 회전하는 축대칭적 부품들의 조립체 내로 액체 유리가 연속적으로 낙하하는 것을 허용하는 것이다. "방사기(spinner)"로서 공지된 한가지 핵심 부품은 구멍이 뚫려 있는 "밴드"라고 지칭되는 벽에 반해(against) 유리를 수용하며, 상기 구멍을 통해 유리는 원심력의 효과에 의해 통과하여 용융된 필라멘트의 형태로 그것의 모든 면으로부터 빠져나간다. 밴드의 외벽을 감싸면서 아래쪽으로 흐르는 가스 스트림을 생성하는, 방사기의 외면 위에 위치한 환형 버너는, 이러한 필라멘트를 아래쪽으로 편향시키고 그것을 견인한다. 이어서 필라멘트는 유리면의 형태로 "고화된다".
방사기는 열적 응력 (시동 및 중지 작업 동안의 열 충격, 및 정상적인 사용 시 부품 전체에 걸친 온도 구배의 형성), 기계적 응력 (원심력, 유리의 통과로 인한 침식) 및 화학적 응력 (용융된 유리에 의한, 및 방사기 주위의 버너로부터 뿜어져 나오는 뜨거운 가스에 의한, 산화 및 부식)을 크게 받는 섬유화 도구이다. 그것의 노후화의 주요 양상은: 수직 벽의 열간 크리프(creep) 변형, 수평 또는 수직 균열의 발생 및 섬유화 오리피스의 침식에 의한 마모이며, 이는 부품의 순전한 및 단순한 교체를 필요로 한다. 따라서 그것의 구성 물질은 공정의 기술적 및 경제적 제약 조건에 맞도록 충분히 긴 제조 시간 동안 견뎌야 한다. 이러한 목적을 위해, 어느 정도의 연성, 크리프 내성 및 용융된 유리에 의한 부식 및 고온에서의 산화에 대한 내성을 갖는 물질이 탐색되고 있다.
탄화물의 침전에 의해 보강된 니켈계 초합금이 이러한 도구의 제조를 위해 공지되어 있다. FR 2675818에는 예를 들어 이러한 합금이 기술되어 있다. 본 발명은, 특히 크리프, 부식 및/또는 산화에 대한 내성의 관점에서, 더욱 개선된 니켈계 합금을 제공하는 것을 목표로 한다. 본 발명에 따른 합금은 특히 고온, 예를 들어 1000℃ 초과, 실제로 심지어 1040℃ 초과의 고온에서 그것의 특성의 더 우수한 안정성을 나타낸다. 본 발명의 또 다른 목적은 크리프, 부식 및/또는 산화에 대한 내성의 전술된 특성을 유지하고 실제로 심지어 개선하면서도 덜 비싼 합금을 제공하는 것이다.
더 구체적으로는, 본 발명의 특허 대상은 하기 원소를 함유하는, 크로뮴, 및 탄소를 부가적으로 포함하는 니켈계 합금이다 (구성비율은 합금의 중량을 기준으로 한 백분율로서 표시됨):
Cr 20 내지 35%
Fe 10 내지 25%
W 2 내지 10%
Nb 0.5 내지 2.5%
Ti 0 내지 1%
C 0.2 내지 1.2%
Co 5% 미만
Si 0.9% 미만
Mn 0.9% 미만
니켈 및 불가피한 불순물로 이루어진 나머지 성분.
용어 "불가피한 불순물"은 본 발명의 의미 내에서 해당 원소가 합금 조성물에 의도적으로 존재하지 않지만 그것이 합금의 주요 원소 중 적어도 하나 (또는 상기 주요 원소의 전구체 중 적어도 하나)에 존재하는 불순물의 형태로 혼입된 것을 의미하는 것으로 이해하도록 한다.
본 발명에 따른 합금은 특히 그것이 탄화니오븀 (NbC) 및 임의로 탄화티타늄 (TiC) 및 또한 다량의 철을 함유한다는 점에서 이러한 용도에 일반적으로 사용되는 니켈계 합금과는 상이하다. 이러한 조합을 사용하면, 고온에서 우수한 기계적 강도, 특히 우수한 크리프 강도를 나타내는 합금을 수득할 수 있으면서도 합금의 가격을 낮출 수 있다.
용융된 유리와 관련된 부식에 대한 내성을 개선하기 위해 특정량의 철을 니켈계 합금에 첨가하는 것이 공지되어 있지만, 일반적으로 높은 구성비율의 철의 첨가는 그것의 기계적 특성 및 특히 고온에서의 산화에 대한 내성에 영향을 미치는 것으로 생각된다. 예상 밖으로, 및 심지어 예상할 수 있었던 것과는 반대로, 본 발명에 따른 합금 조성물, 즉, 상기에 기술된 것보다 더 높은 철 구성비율을 나타내는 합금 조성물의 특성은 탄화니오븀의 존재 덕분에 상기에 기술된 합금의 것과 비등하거나 심지어 더 뛰어난 것으로 밝혀졌다. 철은 저렴한 원소이기 때문에, 합금의 특성에 영향을 미치지 않으면서도 최종 합금의 가격을 낮추는 데 있어서, 중량을 기준으로 10%, 실제로 심지어 12% 또는 15%, 내지 25%, 실제로 심지어 23% 또는 20%의 철을 합금에 사용하는 것이 유리하다. 합금은, 예를 들어, 중량을 기준으로 12 내지 25%, 15 내지 25%, 10 내지 23%, 12 내지 23%, 15 내지 23%, 10 내지 20%, 12 내지 20% 또는 15 내지 20%의 철을 포함할 수 있다.
탄소는 금속 탄화물 침전물의 형성을 위해 필요한, 합금의 필수적인 구성성분이다. 특히, 탄소 함량은 합금에 존재하는 탄화물의 양을 직접 결정한다. 그것은, 원하는 최소한의 보강을 달성하기 위해, 중량을 기준으로 적어도 0.2%, 바람직하게는 중량을 기준으로 적어도 0.6%이지만, 지나치게 높은 보강물의 밀도로 인해 합금을 기계가공하기 힘들어지고 어려워지는 것을 방지하기 위해, 바람직하게는 중량을 기준으로 최대 1.2%, 바람직하게는 중량을 기준으로 최대 1%로 제한된다. 이러한 함량에서 합금이 연성을 갖지 않으면, 합금이 부여된 변형 (예를 들어 열적 변형)을 손상 없이는 수용하지 못하고 균열의 전파에 대해 충분한 내성을 갖지 못한다. 합금은, 예를 들어, 중량을 기준으로 0.6 내지 1.2%, 0.2 내지 1% 또는 0.6 내지 1%의 탄소를 포함할 수 있다.
이미 기술된 방식으로, 크로뮴은 매트릭스의 고유한 기계적 강도에 기여하며, 상기 매트릭스에서 크로뮴은 부분적으로 고용체 상태로 존재하고 일부 경우에 또한 결정립 내에 미세한 분산액 상태로 본질적으로 Cr23C6 유형의 탄화물의 형태로 존재하여 결정립간 크리프에 대한 내성에 기여하거나, 또한 결정립계에 존재하는 Cr7C3 또는 Cr23C6 유형의 탄화물 형태로 존재하여 결정립 상의 결정립의 슬리핑(slipping)을 방지하고 따라서 또한 합금의 결정립간 강화에 기여한다. 크로뮴은 산화성 환경에 노출된 표면에 보호 층을 형성하는 산화크로뮴의 전구체로서 부식에 대한 내성에 기여한다. 이러한 보호 층의 형성 및 유지를 위해 최소량의 크로뮴이 필요하다. 그러나, 지나치게 높은 크로뮴 함량은 고온에서의 기계적 강도 및 인성에 해로운데, 왜냐하면 그로 인해 고온 응력과 양립될 수 없는 지나치게 낮은 응력 하 신장성 및 지나치게 높은 강성이 초래되기 때문이다. 일반적으로, 본 발명에 따라 사용될 수 있는 합금의 크로뮴 함량은 합금의 중량을 기준으로 20%, 실제로 심지어 22% 또는 23%, 내지 35%, 실제로 심지어 30% 또는 28%이다. 합금은, 예를 들어, 중량을 기준으로 22 내지 35%, 23 내지 35%, 20 내지 30%, 22 내지 30%, 23 내지 30%, 20 내지 28%, 22 내지 28% 또는 23 내지 28%의 크로뮴을 포함할 수 있다.
니오븀은, 티타늄과 마찬가지로, 고온, 예를 들어 1000℃ 초과, 실제로 심지어 1040℃ 초과에서의, 합금의 기계적 강도, 특히 크리프 강도에 기여한다. 그 이유는 탄화크로뮴이 1000℃ 초과의 온도에서 용해되는 경향이 있기 때문이다. 고온에서 탄화크로뮴보다 더 안정한 탄화니오븀 및 탄화티타늄의 존재로 인해, 고온에서의 합금의 기계적 강도가 보장될 수 있다. 니오븀 함량은 일반적으로 합금의 중량을 기준으로 0.5%, 실제로 심지어 0.7%, 내지 2.5%, 실제로 심지어 2.0% 또는 심지어 1.7%이다. 합금은, 예를 들어, 중량을 기준으로 0.7 내지 2.5%, 0.5 내지 2.0%, 0.7 내지 2.0%, 0.5 내지 1.7% 또는 0.7 내지 1.7%의 니오븀을 포함할 수 있다. (Nb+Ti)/C 중량비는 바람직하게는 1 내지 2, 더 바람직하게는 1.5 내지 2이다.
중량을 기준으로 1% 이하의 티타늄 함량은 또한 탄화티타늄의 형성을 통해 고온에서의 합금의 기계적 강도에 기여한다. 그러나, 티타늄의 존재는 합금의 산화에 대한 내성에 영향을 미칠 수 있는 것으로 확인되었다. 따라서, 티타늄 함량은 중량을 기준으로 바람직하게는 0.5% 미만, 실제로 심지어 0.4% 미만이다. 특히 바람직한 실시양태에서, 합금은 불가피한 불순물 형태의 티타늄을 제외한 티타늄을 포함하지 않고, 즉, 티타늄을 합금의 중량을 기준으로 0.1% 미만, 실제로 심지어 0.05% 미만 또는 심지어 0.01% 미만의 함량으로 포함한다. 니켈과 함께 고용체의 형태로 합금에 존재하는 코발트는 합금의 부식에 대한 내성 및 기계적 강도에 기여한다. 코발트는 값비싼 원소이기 때문에, 그것은 최종 합금의 가격을 높이지 않기 위해 일반적으로 합금의 중량을 기준으로 5% 미만, 실제로 심지어 4% 또는 3% 미만, 실제로 심지어 2% 또는 1% 미만의 양으로 존재한다. 가장 일반적으로는, 출원인에 의해 수행된 시험에 의해, 코발트는 사실상 항상 불가피한 불순물의 형태로 중량을 기준으로 적어도 0.3%, 일반적으로 중량을 기준으로 적어도 0.5%, 실제로 심지어 중량을 기준으로 적어도 0.7%의 함량으로 존재하는 것으로 나타났다. 그러나, 중량을 기준으로 0.3% 미만의 합금 내 코발트의 백분율이 또한 본 발명의 범주 내에 속하는 것으로 간주되어야 한다.
텅스텐은 합금의 경도 및 그것의 크리프 강도에 기여한다. 그것은 일반적으로 합금의 중량을 기준으로 2%, 실제로 심지어 3% 또는 4%, 내지 10%, 실제로 심지어 9% 또는 6%의 양으로 존재한다. 합금은, 예를 들어, 중량을 기준으로 3 내지 10%, 4 내지 10%, 2 내지 9%, 3 내지 9%, 4 내지 9%, 2 내지 6%, 3 내지 6% 또는 4 내지 6%의 텅스텐을 포함할 수 있다.
합금은 다른 원소를 최소한의 구성비율 또는 불가피한 불순물 형태로 함유할 수 있다. 그것은 일반적으로
- 합금의 융련 및 성형 동안에 용융된 금속을 위한 탈산소제로서의, 중량을 기준으로 0.9% 미만, 실제로 심지어 0.6% 미만의 구성비율의 규소;
- 역시 탈산소제로서의, 중량을 기준으로 0.9% 미만, 실제로 심지어 0.6% 미만의 구성비율의 망가니즈
를 포함한다.
합금의 필수적인 구성성분과 함께 불순물로서 혼입되는 다른 원소 ("불가피한 불순물")의 누적량은 유리하게는 합금 조성물의 중량을 기준으로 1% 미만이다.
본 발명에 따른 합금은 불가피한 불순물과는 별개로 바람직하게는 Ce, La, B, Y, Dy, Re 및 다른 희토류 금속을 함유하지 않는다.
본 발명에 따른 합금은 또한 그것이 불가피한 불순물 형태의 알루미늄을 제외한 알루미늄을 함유하지 않는다는 점에서, 즉, 알루미늄을 중량을 기준으로 0.1% 미만, 실제로 심지어 0.05% 미만 또는 심지어 0.01% 미만의 함량으로 함유한다는 점에서, 섬유화 방사기의 제조에서 일반적으로 사용되는 특정한 니켈계 합금과는 구별된다. 그 이유는 심지어 중량을 기준으로 약 0.1%의 소량의 알루미늄이 합금에 존재하면 용융된 유리와 관련된 그것의 부식 내성이 큰 영향을 받을 수 있는 것으로 확인되었기 때문이다.
본 발명에 따른 합금은 또한 불가피한 불순물 형태의 몰리브데넘과는 별개로 몰리브데넘을 함유하지 않고, 즉, 몰리브데넘을 중량을 기준으로 0.1% 미만, 실제로 심지어 0.05% 미만 또는 심지어 0.01% 미만으로 함유한다. 그 이유는, 몰리브데넘이 니켈계 합금에 탁월한 부식 내성을 제공하는 것으로 공지됨에도 불구하고, 몰리브데넘은 심지어 낮은 함량에서도 산화에 대한 그것의 내성에 상당한 영향을 미칠 수 있는 것으로 관찰되었기 때문이다.
특정한 실시양태에서, 본 발명에 따른 합금은
Cr 22 내지 30%, 바람직하게는 23 내지 28%
Fe 12 내지 23%, 바람직하게는 15 내지 20%
W 3 내지 9%, 바람직하게는 3 내지 6%
Nb 0.5 내지 2.5%, 바람직하게는 0.7 내지 1.7%,
C 0.7 내지 1%
Co 5% 미만
Si 0.9% 미만
Mn 0.9% 미만
을 포함하고, 불가피한 불순물 형태의 티타늄을 제외한 티타늄을 포함하지 않고, 이때 나머지 성분은 니켈 및 불가피한 불순물로 이루어진다.
고도 반응성 원소를 함유하는, 본 발명에 따라 사용될 수 있는 합금은, 특히 적어도 부분적으로 불활성인 분위기 하의 유도 용융 및 사형 캐스팅에 의해, 주조에 의해 형성될 수 있다.
캐스팅 후에 임의로 열처리가 수행될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특허 대상은 본 발명의 특허 대상으로서 상기에 기술된 합금을 출발 물질로 하여 주조함으로써 물품을 제조하기 위한 방법이다.
상기 방법은 일반적으로 FR 2675818에 기술된 바와 같이 2차 탄화물을 수득할 수 있게 하고 그것이 금속 매트릭스에 균일하게 분포될 수 있게 하는 적절한 열처리 단계를 포함한다. 열처리를 바람직하게는 1000℃ 미만, 실제로 심지어 950℃ 미만, 예를 들어 800℃ 내지 900℃의 온도에서, 적어도 5 시간, 실제로 심지어 적어도 8 시간, 예를 들어 10 내지 20 시간의 시간 기간 동안 수행한다.
상기 방법은 캐스팅 후에 및/또는 열처리 후에 또는 열처리 과정에서, 예를 들어, 특히 주위 온도로의 복구를 수반하는, 공기 중 냉각에 의한 적어도 하나의 냉각 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 특허 대상인 합금은 고온에서 기계적 응력을 받고/거나 산화성 또는 부식성 환경에서 작동되는 모든 종류의 부품의 제조에 사용될 수 있다. 본 발명의 다른 특허 대상은, 특히 주조에 의해, 본 발명에 따른 합금으로부터 제조된 이러한 물품이다.
특히, 이러한 용도 중에서, 유리의 용융 또는 열간 변환을 위해 사용될 수 있는 물품, 예를 들어 광물면의 제조를 위한 섬유화 방사기의 제조가 언급될 수 있다.
따라서, 본 발명의 또 다른 특허 대상은, 용융된 광물질의 유동물을 섬유화 방사기에 붓는 내부 원심분리에 의한 광물면의 제조 방법이며, 여기서 상기 섬유화 방사기의 주변부 밴드에는 다수의 오리피스가 뚫려 있고, 상기 오리피스를 통해 용융된 광물질의 필라멘트가 빠져나가고, 이어서 상기 필라멘트는 가스의 작용 하에 견인됨으로써 광물면을 제공하며, 이때 방사기 내의 광물질의 온도는 적어도 900℃, 실제로 심지어 적어도 950℃ 또는 적어도 1000℃, 실제로 심지어 적어도 1040℃이고, 섬유화 방사기는 상기에 규정된 바와 같은 합금을 사용하여 형성된다.
따라서 본 발명에 따른 합금을 사용하면, 800℃ 이상, 예를 들어 850℃, 실제로 심지어 900℃, 내지 1030℃, 실제로 심지어 1000℃ 또는 심지어 950℃의 액상선 온도(liquidus temperature) (Tliq)를 갖는 용융된 광물질을 섬유화할 수 있다.
일반적으로, 이러한 광물질의 섬유화는 (방사기에 도달한 용융된 물질의 경우에), 전형적으로 약 1200℃ 미만, 실제로 심지어 1150℃ 미만, 바람직하게는 1020 내지 1100℃, 실제로 심지어 1050 내지 1080℃의, Tliq 내지 Tlog3의 온도 범위에서 수행될 수 있고, 여기서 Tlog3은 용융된 조성물이 100 Pa.s의 점도를 나타낼 때의 온도이다. Tlog3과 Tliq 사이의 차는 일반적으로 50℃ 초과이다.
섬유화되는 광물질의 조성은 그것이 내부 원심분리 공정에 의해 섬유화될 수 있는 한 특별히 제한되지 않는다. 그것은 제조되는 광물 섬유를 위해 요망되는 특성, 예를 들어 생용해성, 화재에 대한 내성 또는 단열 특성에 따라 달라질 수 있다. 섬유화되는 물질은 바람직하게는 소다-석회-실리카-붕산염 유형의 유리 조성물이다. 그것은 특히 하기 구성성분을 하기 한도에 의해 규정되는 중량 기준 구성비율로 포함하는 조성을 나타낼 수 있고:
SiO2 35 내지 80%,
Al2O3  0 내지 30%,
CaO+MgO 2 내지 35%,
Na2O+K2O 0 내지 20%,
일반적으로, SiO2+Al2O3은 중량을 기준으로 50 내지 80%의 범위 내이고 Na2O+K2O+B2O3은 중량을 기준으로 5 내지 30%의 범위 내인 것을 이해하도록 한다.
섬유화되는 물질은 특히 하기 조성을 나타낼 수 있다:
SiO2 50 내지 75%,
Al2O3 0 내지 8%,
CaO+MgO 2 내지 20%,
Fe2O3 0 내지 3%,
Na2O+K2O 12 내지 20%,
B2O3 2 내지 10%.
섬유화되는 물질은 순수한 구성성분으로부터 제조될 수 있지만 그것은 일반적으로 다양한 불순물을 제공하는 천연 출발 물질의 혼합물의 용융에 의해 수득된다.
본 발명은 주로 광물면의 제조를 중심으로 기술되었지만, 그것은 일반적으로, 특히 텍스타일 유리사, 패키징 유리 등의 제조를 위한, 퍼니스, 부싱 또는 공급기 부품 또는 부속품의 제조를 위해, 유리 산업에 적용될 수 있다.
유리 산업 외에도, 본 발명은 산화성 및/또는 부식성 환경에서, 특히 고온에서 높은 기계적 강도를 나타내어야 하는 매우 다양한 물품의 제조에 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 조성물 또는 본 발명에 따른 섬유화 방사기의 사용 조건을 제한하는 것이 전혀 아닌 하기 실시예는 본 발명의 이점을 예시한다.
실시예
표 1에 제시되어 있는 조성물 I1, I2 (본 발명에 따름) 및 C1 (FR 2675818에 따름)의 용융된 충전물을 불활성 분위기 (특히 아르곤) 하에 유도 용융 기법을 사용하여 제조하고, 이어서 상기 용융된 충전물을 사형에서 단순 캐스팅을 통해 형성한다. 합금에 함유된 각각의 원소의 중량 기준 백분율로서의 구성비율이 표 1에 제시되어 있고, 이때 100%을 이루기 위한 나머지 성분은 니켈 및 불가피한 불순물로 이루어진다.
Figure 112019083974982-pct00001
*은 가능하다면 불가피한 불순물 형태로 존재함
캐스팅 후에 2차 탄화물의 침전을 위한 열처리를 865℃에서 12 시간 동안 수행하고, 공기 중 주위 온도 냉각을 수행하여 마무리한다.
이러한 방식으로, 150*100*25 mm 잉곳을 제조하였다.
이어서 합금 I1, I2 및 C1의 크리프, 산화 및 부식에 대한 내성 특성을 평가하였다.
크리프에 대한 내성을 3.0 mm의 직경, 60.0 mm의 총 길이 및 20.0 mm의 마크들 사이의 길이를 갖는 원통형 시편에 대한 크리프-견인력 시험을 통해 측정하였다. 시험을 1000℃ (방사기의 통상의 작동 온도) 및 1050℃에서 31 MPa (방사기의 통상의 응력에 상응함), 63 MPa (방사기의 극한 응력에 상응함) 및 100 MPa의 하중 하에 수행하였다. 표 2에는, 파단 전의, 시간으로 나타내어진 시간 (t), 및 백분율로 나타내어진 신장률 (E)이 제시되어 있다.
산화에 대한 내성은, 한편으로는, 합금의 산화의 동역학, 및 다른 한편으로는 합금의 표면 상에 형성된 산화물 층의 접착능에 좌우된다. 그 이유는, 산화물 층이 합금의 표면에 잘 접착되지 않으면 합금의 표면의 산화가 가속되기 때문인데, 산화물 층이 떨어져 나가는 경우에, 산화되지 않은 합금 표면이 공기 중 산소에 직접 노출됨으로써, 새로운 산화물 층이 형성되고, 그것은 또한 떨어져 나갈 수가 있어서 산화를 전파한다. 이와 반대로, 산화물 층이 합금의 표면에 접착된 채로 있는 경우에, 그것은 산화의 전파를 제한하고 실제로 심지어 중단시키는 장벽 층을 형성한다. mg.cm-2.h-1/2로 표현되는 산화 속도 상수를, 공기 스트림 하에 마이크로저울이 장착된 퍼니스에서 1000℃에서 50 시간 동안 넣어진 샘플의 산화로부터 초래된 증가하는 중량을 모니터링함으로써 계산하였다. 산화물 층의 접착능을 평가하기 위해, 개별 도가니에 담긴 샘플을 공기 스트림 하에 1000℃에서 각각 5, 10, 24, 36 및 50 시간 동안 퍼니스에 넣어 두었다. 도가니의 바닥에 분말이 존재한다는 것은 산화물 층이 박리되었다는 것을 암시한다. 표 2에는 각각의 샘플에 대해 도가니에서 관찰된 분말의 양이 제시되어 있다 (◎: 분말이 존재하지 않음; ○: 분말이 조금 존재함; ⓧ; 분말이 많이 존재함). 분말의 양이 많을수록 산화물 층이 덜 접착된 것이다.
Figure 112019083974982-pct00002
부식에 대한 내성의 시험을 3-전극 조립체를 사용하여 수행하였고, 여기서 상기 전극은 용융된 유리를 함유하는 로듐/백금 도가니에 침지된다. 로듐/백금 도가니는 상대 전극으로서 사용된다. 비교 전극은 관례적으로 공기-공급된 안정화된 지르코니아 전극이다. 미리 공기 중에서 1000℃에서 2 시간 동안 산화된, 평가되는 합금의 원통형 샘플을 지르코니아 시멘트로써 알루미나 외장에 밀봉하여 작동 전극을 형성하였다. 합금의 표면 상에서의 유리의 마찰력 발휘를 보여주기 위해, 작동 전극을 구성하는 샘플을 회전 축에 고정하고, 1000℃에서 용융된 유리에 침지시켰다 (중량 기준 백분율로서의 조성: SiO2 65.6; Al2O3 1.7; Na2O 16.4; K2O 0.7; CaO 7.4; MgO 3.1; B2O3 4.8). 유리에 의한 부식에 대한 합금의 내성을 분극 저항 (Rp)을 측정함으로써 평가한다. 부식 포텐셜 (Ec)을 측정하기 위해, 작동 전극과 상대 전극 사이에 전류가 공급되지 않고 작동 전극과 비교 전극 사이의 측정된 포텐셜은 주어진 온도에서의 금속/유리 쌍의 포텐셜이다. 이러한 열역학적 정보를 사용하면, 연구된 금속의 부식 반응 및 불활성화(passivable) 속성을 결정할 수 있다. 분극 저항 (Rp)의 측정을, 포텐셜 Ec 근처에서 전기적 포텐셜을 주기적으로 변경시키고 그로 인해 초래된 전류 밀도의 변화를 측정함으로써, 수행한다. 이러한 범위에 걸쳐 기록된 전류/포텐셜 곡선의 기울기는 Rp에 반비례한다. Rp (ohm.cm²로 표현됨)이 클수록, 물질은 부식에 대해 더 내성이고, 열화 속도는 Rp에 반비례한다. 따라서 Rp를 결정하면, 적어도 상대적으로, 합금의 부식 속도를 평가할 수 있다. 그 결과는 도 1에 나와 있다.
표 2 및 표 1에 주어진 데이터를 비교해보면, 본 발명에 따른 합금 I1 및 I2의 경우에, 합금 C1에 비해 현저하게 개선된 크리프 및 산화에 대한 내성 및 합금 C1의 부식에 대한 내성과 매우 비등한 부식에 대한 내성이 관찰된다. 게다가, 티타늄을 포함하지 않는 합금 I1은 산화에 대한 내성과 관련하여 합금 I2보다 훨씬 더 우수한 거동을 나타낸다.

Claims (13)

  1. 합금에 있어서,
    하기 원소를 함유하는 것을 특징으로 하고, 나머지가 니켈 및 불가피한 불순물로 이루어지며, 이때 구성 비율은 합금의 중량을 기준으로 한 백분율로서 표시되는, 합금:
    Cr 20 내지 35%
    Fe 10 내지 25%
    W 2 내지 10%
    Nb 0.5 내지 2.5%
    Ti 0 내지 1%
    C 0.2 내지 1.2%
    Co 0.3 이상 5% 미만
    Si 0.9% 미만 및
    Mn 0.9% 미만.
  2. 제1항에 있어서, 중량을 기준으로 0.5% 미만의 Ti, 또는 중량을 기준으로 0.4% 미만의 Ti를 포함하는 것을 특징으로 하는 합금.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 불가피한 불순물의 형태의 티타늄을 제외한 티타늄을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 합금.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 중량을 기준으로 0.7% 내지 1%의 탄소를 포함하는 것을 특징으로 하는 합금.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, (Nb+Ti)/C 비가 1 내지 2, 또는 1.5 내지 2인 것을 특징으로 하는 합금.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 중량을 기준으로 22 내지 30%의 크로뮴, 또는 중량을 기준으로 23 내지 28%의 크로뮴을 포함하는 것을 특징으로 하는 합금.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 중량을 기준으로 15 내지 20%의 철을 포함하는 것을 특징으로 하는 합금.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 중량을 기준으로 0.5 내지 2.0%, 또는 0.7 내지 1.7%의 니오븀을 포함하는 것을 특징으로 하는 합금.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 중량을 기준으로 3 내지 9%의 텅스텐, 또는 중량을 기준으로 3 내지 6%의 텅스텐을 포함하는 것을 특징으로 하는 합금.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 중량을 기준으로 0.3 이상 3% 미만의 코발트, 또는 중량을 기준으로 0.3 이상 1% 미만의 코발트를 포함하는 것을 특징으로 하는 합금.
  11. 제1항 또는 제2항에 따른 합금으로 만들어진, 광물면의 제조를 위한 물품.
  12. 제1항 또는 제2항에 따른 합금으로 만들어진, 광물면의 제조를 위한 섬유화 방사기.
  13. 용융된 광물질의 유동물을 제12항에서 청구된 바와 같은 섬유화 방사기에 붓는 내부 원심분리에 의한 광물면의 제조 방법이며, 여기서 상기 섬유화 방사기의 주변부 밴드에는 다수의 오리피스가 뚫려 있고, 상기 오리피스를 통해 용융된 광물질의 필라멘트가 빠져나가고, 이어서 상기 필라멘트는 가스의 작용 하에 견인됨으로써 광물면을 제공하며, 이때 방사기 내의 광물질의 온도는 적어도 1000℃인 것인 방법.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3085966B1 (fr) * 2018-09-13 2023-03-24 Saint Gobain Isover Alliage pour assiette de fibrage
JP2022505878A (ja) 2018-10-26 2022-01-14 エリコン メテコ(ユーエス)インコーポレイテッド 耐食性かつ耐摩耗性のニッケル系合金
EP3962693A1 (en) 2019-05-03 2022-03-09 Oerlikon Metco (US) Inc. Powder feedstock for wear resistant bulk welding configured to optimize manufacturability

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003277889A (ja) * 2002-03-26 2003-10-02 Daido Steel Co Ltd 耐熱疲労特性にすぐれた耐熱鋳鋼

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1040231A (fr) 1950-08-22 1953-10-13 Thos Firth And John Brown Ltd Perfectionnements à la production des scellements verre-métal
NL126516C (ko) * 1963-10-30
DE2954306C2 (ko) 1978-12-08 1987-10-29 Spafi - Societe Anonyme De Participations Financieres Et Industrielles, Courbevoie, Fr
EP0065812B1 (en) * 1981-04-08 1986-07-30 Johnson Matthey Public Limited Company Nickel alloys containing large amounts of chromium
US4708848A (en) * 1986-02-18 1987-11-24 Glass Incorporated International Nickel/chrome base superalloys
JPS62207836A (ja) 1986-03-07 1987-09-12 Kobe Steel Ltd クリ−プ破断強度と延性に優れた耐熱鋳鋼
FR2675818B1 (fr) 1991-04-25 1993-07-16 Saint Gobain Isover Alliage pour centrifugeur de fibres de verre.
JPH05230601A (ja) * 1991-08-07 1993-09-07 Kubota Corp クリープ破断強度の高い耐熱鋳鋼
JPH08290933A (ja) 1995-03-30 1996-11-05 Taiheiyo Tokushu Chuzo Kk ガラス繊維成形スピナー用Ni基耐熱合金
CN1195031A (zh) 1997-04-01 1998-10-07 兰守珍 一种铬镍钨铸造耐热合金
US6266979B1 (en) 1999-09-02 2001-07-31 Johns Manville International, Inc. Spinner disc alloy
FR2809387B1 (fr) 2000-05-23 2002-12-20 Saint Gobain Isover Procede de fabrication de laine minerale, alliages a base de cobalt pour le procede et autres utilisations
JP5011622B2 (ja) * 2000-09-25 2012-08-29 大同特殊鋼株式会社 耐熱性および被削性にすぐれたステンレス鋳鋼
JP3984011B2 (ja) * 2001-08-31 2007-09-26 株式会社日立製作所 高耐食性耐摩耗合金とその製造法及び制御棒駆動装置
JP4128832B2 (ja) 2002-09-09 2008-07-30 大平洋特殊鋳造株式会社 ガラス繊維成形スピナ−用耐熱合金およびスピナ−
FR2862662B1 (fr) 2003-11-26 2007-01-12 Saint Gobain Isover Alliage refractaire et procede de fabrication de laine minerale
CA2627595C (en) * 2005-10-31 2014-12-30 Kubota Corporation Heat resistant alloy adapted to precipitate fine ti-nb-cr carbide or ti-nb-zr-cr carbide
EP1953454A1 (en) 2007-01-30 2008-08-06 Siemens Aktiengesellschaft Method of detecting a partial flame failure in a gas turbine engine and a gas turbine engine
FR2924442B1 (fr) * 2007-11-30 2010-02-26 Saint Gobain Isover Alliage refractaire, assiette de fibrage et procede de fabrication de laine minerale
CA3051675C (en) * 2012-03-23 2021-07-06 Kubota Corporation Cast product having alumina barrier layer and method for producing same
CN106244856A (zh) 2016-09-18 2016-12-21 华能国际电力股份有限公司 一种铁镍基高温合金

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003277889A (ja) * 2002-03-26 2003-10-02 Daido Steel Co Ltd 耐熱疲労特性にすぐれた耐熱鋳鋼

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