WO2007023797A1 - Ｎｉ基耐食合金および該合金からなる超臨界アンモニア反応機器用耐食部材 - Google Patents

Ｎｉ基耐食合金および該合金からなる超臨界アンモニア反応機器用耐食部材 Download PDF

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Shinya Sato
Shinichi Nishiya
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Definitions

  • Ni-based corrosion-resistant alloy and corrosion-resistant member for supercritical ammonia reaction equipment comprising the alloy
  • the present invention relates to a Ni material suitable for a material having excellent corrosion resistance for preventing corrosion in a reactor apparatus using a supercritical ammonia fluid as a solvent, for example, a nitride single crystal growth technique by a monothermal method.
  • the present invention relates to a base corrosion resistant alloy and a corrosion resistant member for a supercritical ammonia reaction device made of the alloy.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-277182
  • Patent Document 2 JP 2001-170478 A
  • Patent Document 3 JP 2002-361069 A
  • the present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and reduces the amount of expensive noble metal used and prevents corrosion of the equipment in the equipment that handles supercritical ammonia. It is an object of the present invention to provide a Ni-based corrosion-resistant alloy that can be used and a corrosion-resistant member for a supercritical ammonia reaction device having the alloy strength.
  • the Ni-based corrosion-resistant alloy of the present invention contains, by mass%, a Cr content of 15% to less than 50%, and / or Mo and / or W. [(Mo content) +0.5
  • X (W content)] is from 1.5% to 8.5%, and the balance is made of Ni and inevitable impurities.
  • Ni based corrosion resistant alloy of the present invention in mass%, 1. 8 X [content 0/0 of Cr] Z ⁇ [including Yuryou 0/0 Mo] +0. 5 X [W content 0/0] value of ⁇ is 3.0 or more, and wherein the 70. is 0 or less.
  • the Ni-based corrosion-resistant alloy of the present invention is characterized in that the content of Fe as an inevitable impurity is less than 3%.
  • the Ni-based corrosion-resistant alloy of the present invention is characterized in that the C content as an inevitable impurity is less than 0.05%.
  • the corrosion-resistant member for a supercritical ammonia reaction device of the present invention is composed of the Ni-based corrosion-resistant alloy.
  • the corrosion-resistant member for supercritical ammonia reaction equipment of the present invention is composed of the Ni-based corrosion-resistant alloy and is formed as a coating layer on a surface in contact with the supercritical ammonia fluid.
  • Ni-based corrosion-resistant alloy of the present invention described above exhibits excellent corrosion resistance.
  • Corrosion-resistant members for supercritical ammonia reaction equipment using this alloy exhibit excellent corrosion resistance against supercritical ammonia, and also excellent against mineralizers (chlorine compounds) added to supercritical ammonia. Demonstrate corrosion resistance.
  • by configuring the equipment with a Ni-based alloy that has excellent corrosion resistance in supercritical ammonia it is possible not only to improve the safety and reliability of the equipment, but also to reduce manufacturing costs, extend equipment life, and reduce running costs. Contributed To do.
  • FIG. 1 is a graph showing the effects of Cr content and Mo or W content on corrosion rate.
  • FIG. 2 is a graph showing the effect of [(Mo content) +0.5 X (W content)] on the corrosion rate of a Cr-containing Ni-based alloy.
  • the Ni-based alloy of the present invention can be produced by melting, forging, rolling, or forging and processed to be used as an apparatus member.
  • the present invention can adopt a known method without any particular limitation.
  • the Ni-based corrosion resistant alloy of the present invention can be applied to various uses as a material having excellent corrosion resistance, and the alloy of the present invention is not limited to a specific use. However, as described above, it can not be obtained with other materials against supercritical ammonia! / ⁇
  • the corrosion resistance member for ammonia is particularly preferred for ammonia reaction equipment, and most preferably supercritical ammonia reaction. It can be provided as a material suitable for containers.
  • the alloy when used as a corrosion-resistant member for a supercritical ammonia reaction device, the alloy can be formed by an appropriate processing method so as to be constructed as an ammonia reaction device.
  • An ammonia reactor machine may be constructed by a combination of the above. The use of the member does not need to cover the entire supercritical ammonia reactor, but may be used only on a part of the surface in contact with the supercritical ammonia fluid.
  • the edible member for supercritical ammonia reaction equipment may be used as a coating material in addition to being used as a structural material for a reactor machine.
  • a coating layer may be provided on the surface in contact with the supercritical ammonia fluid. It can.
  • the method for forming the coating layer is not particularly limited, and can be formed by a known method. For example, techniques such as welding overlay and shrink fitting can be employed. Next, examples of the present invention will be described.
  • Cr forms a Cr nitride film in supercritical ammonia.
  • Mo molybdenum
  • W molybdenum
  • Cr when added with Mo or W, can form a stable and protective film and exhibits the effect of preventing corrosion.
  • the lower limit is preferably 20% and the upper limit is 30%, and more preferably the lower limit is 23%.
  • Mo and W [(Mo content) +0.5 X (W content)] 1. 5% to 8.5%
  • Mo and W coexist with Cr and contribute to corrosion prevention by forming a stable and highly protective Cr (Mo—W) nitride film.
  • Mo—W Cr
  • [(Mo content) +0.5 X (W content)] is required to be 1.5% or more, but if it exceeds 8.5%, the stability of the nitride film is impaired. And the effect of preventing corrosion is lost.
  • Mo and W may contain only one of them.
  • [(Mo content) +0.5 X (W content)] preferably has a lower limit of 3% and an upper limit of 8.0%.
  • the above value is less than 3.0, the amount of Mo or W is too much compared to the amount of Cr, so the stability of the protective coating is impaired.
  • the above value exceeds 70, the amount of Mo or W is too small compared to the amount of Cr, so a stable protective film cannot be formed. For this reason, it is desirable to set the above value between 3.0 and 70.0.
  • the lower limit is 5 and the upper limit is 10.
  • Fe is contained as an inevitable impurity, but Fe lowers the stability of the nitride protective film and degrades the corrosion resistance. Therefore, the lower the Fe content, the more desirable 3 Less than%. Preferably, it is 0.5% or less.
  • C is contained as an inevitable impurity, it forms Cr carbide at the grain boundary and lowers the corrosion resistance. Therefore, the lower the C content, the less desirable it is to be less than 0.05%.
  • the balance is composed of Ni and other inevitable impurities.
  • Table 1 shows the chemical components of the examples.
  • various Ni-based alloys were used as comparative materials.
  • test piece was held in supercritical ammonia, and the corrosion rate was calculated from the change in weight of the test piece before and after the test.
  • a high-temperature and high-pressure autoclave experimental apparatus was used, and the temperature was about 500 ° C, the pressure was about lOOMPa, and the holding time was 72 hours.
  • Fig. 1 shows the effect of Cr content on the corrosion rate of Ni alloys.
  • the corrosion rate increases with increasing Cr content, indicating that the corrosion resistance of the Cr-only material decreases.
  • the corrosion rate decreased when the Cr content exceeded 20%.
  • the Cr content was about 23% or more, the corrosion rate was extremely low. It is important that Cr coexists with Mo or W, and it became clear that the effect of improving corrosion resistance cannot be obtained with Cr alone.
  • Figure 2 shows the effect of [(Mo content) +0.5 X (W content)] on the corrosion rate of Cr-containing Ni alloys.
  • Figure 3 shows the effect of on the corrosion rate of the Ni alloy 1. 8 X [content% of Cr] Z ⁇ [content of Mo 0/0] + 0. 5 X [W content% of] ⁇ .
  • Ni-based alloy of the present invention is the most effective force in supercritical ammonia. It is not limited to this, and can be used in an ammonia fluid at a temperature or pressure below the critical point. It can be applied to various chemical process equipment.
  • Ni-based corrosion resistant alloy of the present invention exhibits excellent corrosion resistance.
  • Corrosion-resistant members for supercritical ammonia reaction equipment using this alloy exhibit excellent corrosion resistance against supercritical ammonia, and excellent resistance against mineralizers (chlorine compounds) added to supercritical ammonia. Demonstrate food.
  • mineralizers chlorine compounds

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Abstract

　本発明は、超臨界状態のアンモニアに対し優れた耐食性を示し、超臨界アンモニア反応機器に好適な材料を提供することを目的とする。 　質量％で、Ｃｒ含有量が１５％以上～５０％未満、かつＭｏおよびＷの両者あるいはいずれかを含有し、Ｍｏ＋０．５Ｗが１．５％以上～８．５％以下、１．８Ｃｒ％／（Ｍｏ％＋０．５Ｗ％）が３．０以上、７０．０以下であり、残部がＮｉおよび不可避不純物からなる。好適には、Ｆｅ含有量３％未満、Ｃ含有量０．０５％未満とする。該合金によって超臨界アンモニア反応機器を構成するか、該材料を超臨界アンモニア流体に接する面に被覆する。超臨界アンモニアや超臨界アンモニアに添加される鉱化剤に対し優れた耐食性を示す。装置機器の安全性および信頼性の向上し、さらに、製造コストの低減、装置寿命の延長、ランニングコストの低減効果がある。

Description

明 細 書
Ni基耐食合金および該合金からなる超臨界アンモニア反応機器用耐食 部材
技術分野
[0001] 本発明は、例えばァモノサーマル法による窒化物単結晶の育成技術のように、超 臨界アンモニア流体を溶媒とする反応装置機器において腐食を防止するための耐 食性に優れた材料に好適な Ni基耐食合金および該合金からなる超臨界アンモニア 反応機器用耐食部材に関するものである。
背景技術
[0002] 例えば、ァモノサーマル法による窒化物単結晶の育成方法では（特許文献 1参照） 、超臨界状態（アンモニアの臨界点は、温度: 405. 6K、圧力 11. 3MPa)のアンモ ニァ雰囲気中で、窒化ガリウム等の窒化物単結晶が育成される。高温高圧である超 臨界アンモニアは、腐食性が非常に大きいために、高温高圧容器等の反応装置機 器では腐食防止対策が重要な課題である。また、窒化物単結晶の育成において、超 臨界アンモニアに添加される鉱化剤 (塩素系化合物）は、腐食性をさらに増大させる 従来の技術においては、腐食を防止するために、 Ptや Ir等の貴金属、あるいはこ れらの合金または酸化物等で、超臨界流体に接する装置部位を被覆する方法が提 案されている（例えば、特許文献 2、 3)。
特許文献 1：特開 2003— 277182号公報
特許文献 2：特開 2001— 170478号公報
特許文献 3 :特開 2002— 361069号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] し力しながら、これら貴金属を使用する方法は、装置製作費用の増大を招くばかり でなぐこれらの被覆はその厚さが比較的薄ぐまた強固でない場合が多いために、 破損して下地の装置部材が腐食性の流体にさらされる恐れ等の問題があった。 [0004] 本発明は上記のような従来の課題を解決するためになされたもので、超臨界アンモ ユアを取り扱う装置機器において、高価な貴金属の使用量を低減し、かつ装置機器 の腐食を防止することができる Ni基耐食合金および該合金力 なる超臨界アンモ- ァ反応機器用耐食部材を提供することを目的として ヽる。
課題を解決するための手段
[0005] すなわち、本発明の Ni基耐食合金は、質量％で、 Cr含有量が 15%以上〜 50% 未満、かつ Moおよび Wの両者あるいはいずれかを含有し、 [ (Moの含有量） +0. 5
X (Wの含有量）]が 1. 5%以上〜 8. 5%以下であり、残部が Niおよび不可避不純 物からなることを特徴とする。
[0006] また、本発明の Ni基耐食合金は、質量％で、 1. 8 X [Crの含有量0 /0]Z{ [Moの含 有量0 /0] +0. 5 X [Wの含有量0 /0] }の値が 3. 0以上、 70. 0以下であることを特徴と する。
[0007] また、本発明の Ni基耐食合金は、不可避不純物である Fe含有量が 3%未満である ことを特徴とする。
[0008] また、本発明の Ni基耐食合金は、不可避不純物である C含有量が 0. 05%未満で あることを特徴とする。
[0009] また、本発明の超臨界アンモニア反応機器用耐食部材は、前記 Ni基耐食合金か ら構成されることを特徴とする。
[0010] また、本発明の超臨界アンモニア反応機器用耐食部材は、前記 Ni基耐食合金か ら構成され、超臨界アンモニア流体に接する面に被覆層として形成されることを特徴 とする。
発明の効果
[0011] 以上説明した本発明の Ni基耐食合金は、優れた耐食性を発揮する。この合金を適 用した超臨界アンモニア反応機器用耐食部材では、超臨界アンモニアに対し優れた 耐食性を示し、また、超臨界アンモニアに添加される鉱化剤 (塩素系化合物）に対し ても優れた耐食性を発揮する。また、超臨界アンモニア中において耐食性に優れる Ni基合金により装置機器を構成することで、装置機器の安全性および信頼性の向上 だけではなぐ製造コストの低減、装置寿命の延長、ランニングコストの低減にも寄与 する。
図面の簡単な説明
[0012] [図 1]腐食速度に及ぼす Cr含有量、および Moあるいは W含有の影響を示すグラフ である。
[図 2]Cr含有 Ni基合金の腐食速度に及ぼす [ (Mo含有量） +0. 5 X (W含有量) ]の 影響を示すグラフである。
[図 3]Ni基合金の腐食速度に及ぼす 1. 8 X [Crの含有量％]Z{ [Moの含有量0 /0] + 0. 5 X [Wの含有量0 /0] }の影響を示すグラフである。
発明を実施するための最良の形態
[0013] 本発明の Ni基合金は、溶製、鍛造、圧延あるいは铸造により製造し、加工して装置 部材として用いることもできる。その製造過程にっ 、ては本発明は特に限定をするも のではなぐ既知の方法を採用することができる。
本発明の Ni基耐食合金は、耐食性に優れた材料として種々の用途に適用すること ができ、本発明の合金としては特定の用途に限定されるものではない。ただし、前記 したように超臨界アンモニアに対し、他の材料では得られな!/ヽ優れた耐食性を示す ため、アンモニア用耐食部材で特にアンモニア反応機器用が好ましぐ最も好ましく は超臨界アンモニア反応容器用に好適な材料として提供することができる。
[0014] また、該合金を超臨界アンモニア反応機器用耐食部材として用いる際には、上記 合金を適宜の加工方法により成形等を行って、アンモニア反応機器として構築するこ とができ、また、部材の組合せによってアンモニア反応器機を構築するものであって もよい。なお、該部材の使用は、超臨界アンモニア反応器機全体に亘るものでなくて もよぐ超臨界アンモニア流体に接する面などの一部にのみ用いるものであってもよ い。
また、超臨界アンモニア反応機器用食性部材は、反応器機の構造材として用いる 他、被覆材料として用いるものであっても良ぐ特に超臨界アンモニア流体に接する 面に該部材によって被覆層を設けることができる。該被覆層の形成方法は、本発明と しては特に限定されるものではなぐ既知の方法により形成することができる。例えば 、溶接肉盛りや焼き嵌め等の手法を採用することができる。 [0015] 次に、本発明の実施例について説明する。
[0016] 以下に、本発明における成分の作用およびその含有量の限定理由について説明 する。なお、以下に示す含有量はいずれも質量％として示されるものである。
[0017] Cr: 15%以上〜 50%未満
Crは超臨界アンモニア中で、 Cr窒化物の被膜を形成する。しカゝしながら、 Moおよ び Wのいずれも含有しない場合には、安定で保護性のある被膜を形成できず、腐食 を防止する効果は得られない。 Crは、 Moあるいは Wを添カ卩した場合において、安定 で保護性のある被膜を形成することができ、腐食を防止する効果が発現する。そのた めに、 Crは 15%以上含有することが必要である力 50%以上含有すると加工が困 難となる。なお、同様の理由で好ましくは、下限が 20%、上限が 30%であり、一層好 ましくは下限が 23%である。
[0018] Moおよび W: [ (Moの含有量） +0. 5 X (Wの含有量）] 1. 5%以上〜 8. 5%以下
Moおよび Wは、 Crとの共存〖こより、安定で保護性の大きな Cr (Mo— W)窒化物の 被膜を形成して腐食防止に寄与する。そのためには [ (Moの含有量） +0. 5 X (Wの 含有量) ]が 1. 5%以上必要であるが、 8. 5%よりも多く含有すると窒化物被膜の安 定性が損なわれ、腐食を防止する効果は失われる。 Moおよび Wは、そのどちらか一 方を含有するだけでも良い。 [ (Moの含有量） +0. 5 X (Wの含有量) ]は、好適には 、下限が 3%、上限が 8. 0%である。
[0019] 1. 8 X [Crの含有量％]Z{ [Moの含有量％] +0. 5 X [Wの含有量％] }の値が 3 . 0以上、 70. 0以下
上記値が 3. 0未満では、 Cr量に比べて、 Mo量あるいは W量が多すぎるために、 保護被膜の安定性が損なわれる。一方、上記値が 70を越えると、 Cr量に比べて、 M oあるいは W量が少なすぎるために、安定な保護被膜が形成できない。このため、上 記値を 3. 0以上 70. 0以下とするのが望ましい。なお、好適には、下限は 5であり、上 限は 10である。
[0020] Fe : 3%未満
Feは不可避不純物として含有されるが、 Feは窒化物保護被膜の安定性を低下さ せて、耐食性を劣化させる。したがって Fe含有量は少ないほど好ましぐ所望により 3 %未満とする。好適には、 0. 5%以下である。
[0021] C : 0. 05%未満
Cは不可避不純物として含有されるが、粒界に Cr炭化物を形成して、耐食性を低 下させる。したがって C含有量は少ないほど好ましぐ所望により 0. 05%未満とする。
[0022] 残部は Niおよびその他の不可避不純物から構成される。
[0023] 表 1に実施例の化学成分を示す。また比較材として、各種の Ni基合金を使用した。
上記組成を有する合金を用いて、常法により 3mm X 8mm X 16mmの寸法に加工 した試験片を用意した。
上記各試験片を、超臨界状態のアンモニア中に保持して、試験前後の試験片の重 量変化より、腐食速度を算出した。試験には、高温高圧オートクレープ実験装置を使 用し、温度約 500°C、圧力約 l lOOMPaで、保持時間 72時間とした。超臨界アンモ
-ァ中には 0. 14mol%NH C1を添カ卩した。
4
[0024] 図 1に、 Ni合金の腐食速度に及ぼす Cr含有量の影響を示す。 Moおよび Wを含有 しない材料については、 Cr含有量の増加にともなって、腐食速度は増加することから 、 Cr単独の材料は耐食性が低下することがわかる。しかし、 Moあるいは Wを含有す る材料については、 Cr含有量が 20%以上になると、腐食速度が低下した。特に Cr 含有量が約 23%以上になると、腐食速度は著しく低い値となった。 Crは Moあるいは Wと共存させることが重要であり、 Cr単独では耐食性の改善効果は得られな 、ことが 明らかとなった。
[0025] 図 2に、 Cr含有 Ni合金の腐食速度に及ぼす [ (Mo含有量） +0. 5 X (W含有量） の影響を示す。
[ (Mo含有量） +0. 5 X (W含有量) ]が1. 5%未満では、耐食性の改善は認めら れない。しかしながら、 [ (Mo含有量） +0. 5 X (W含有量）]が 5. 0%以上から 8. 0 %以下では腐食速度は低い値を示した。一方、 8. 5%よりも多くなると、腐食速度は 増大した。
図 3に、 Ni合金の腐食速度に及ぼす 1. 8 X [Crの含有量％]Z{ [Moの含有量0 /0] + 0. 5 X [Wの含有量％] }の影響を示す。
1. 8 X [Crの含有量％]Z{ [Moの含有量％] +0. 5 X [Wの含有量％] }の値が増 加するにともなって、腐食速度は低下し、 その値が 5. 0以上で耐食性は著しく改善 される。一方、 1. 8 X [Crの含有量％]Z{ [Moの含有量％] +0. 5 X [Wの含有量 %] }が 70を越えると腐食性は著しく増加する。
[0026] 本発明の Ni基合金は、超臨界アンモニア中で最も効果的である力 これに限定さ れるだけではなぐ臨界点未満の温度あるいは圧力のアンモニア流体中でも使用可 能であり、アンモニアを使用する各種の化学プロセス装置にも適用できる。
[0027] [表 1]
Figure imgf000009_0001
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲 を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明ら かである。
本出願は、 2005年 8月 25日出願の日本特許出願 (特願 2005— 243746)に基づくも のであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
産業上の利用可能性 本発明の Ni基耐食合金は、優れた耐食性を発揮する。この合金を適用した超臨界 アンモニア反応機器用耐食部材では、超臨界アンモニアに対し優れた耐食性を示し 、また、超臨界アンモニアに添加される鉱化剤 (塩素系化合物）に対しても優れた耐 食性を発揮する。また、超臨界アンモニア中において耐食性に優れる Ni基合金によ り装置機器を構成することで、装置機器の安全性および信頼性の向上だけではなく 、製造コストの低減、装置寿命の延長、ランニングコストの低減にも寄与する。

Claims

請求の範囲
[1] 質量％で、 Cr含有量が 15%以上〜 50%未満、かつ Moおよび Wの両者あるいは いずれかを含有し、 [ (Moの含有量） +0. 5 X (Wの含有量）]が 1. 5%以上〜 8. 5 %以下であり、残部が Niおよび不可避不純物からなる Ni基耐食合金。
[2] 質量％で、 1. 8 X [Crの含有量％]Z{ [Moの含有量％] +0. 5 X [Wの含有量0 /0 ] }の値が 3. 0以上、 70. 0以下であることを特徴とする請求項 1に記載の Ni基耐食 合金。
[3] 不可避不純物である Fe含有量が 3%未満であることを特徴とする請求項 1または 2 に記載の Ni基耐食合金。
[4] 不可避不純物である C含有量が 0. 05%未満であることを特徴とする請求項 1〜3 の!、ずれかに記載の Ni基耐食合金。
[5] 請求項 1〜4の ヽずれかに記載の Ni基耐食合金から構成されることを特徴とする超 臨界アンモニア反応機器用耐食部材。
[6] 請求項 1〜4のいずれかに記載の Ni基耐食合金から構成され、超臨界アンモニア 流体に接する面に被覆層として形成されることを特徴とする超臨界アンモニア反応機 器用耐食部材。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5300062B2 (ja) * 2009-03-19 2013-09-25 三菱化学株式会社 窒化物結晶の製造方法、窒化物結晶成長用原料の溶解輸送促進剤および窒化物結晶成長促進剤
JP5327073B2 (ja) * 2010-01-19 2013-10-30 Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 銅製部材及び銅製部材の防食方法
US9976229B2 (en) 2012-03-29 2018-05-22 Mitsubishi Chemical Corporation Method for producing nitride single crystal
JP5599850B2 (ja) * 2012-08-24 2014-10-01 株式会社日本製鋼所 耐水素脆化特性に優れたＮｉ基合金および耐水素脆化特性に優れたＮｉ基合金材の製造方法
CN106544547B (zh) * 2016-10-31 2018-08-28 重庆材料研究院有限公司 一种核场放射性废液处理用耐蚀材料及其制备方法
JP6931827B2 (ja) 2017-04-07 2021-09-08 日本製鋼所Ｍ＆Ｅ株式会社 結晶製造用圧力容器
US11542575B2 (en) 2018-05-11 2023-01-03 Etikrom A.S. Nickel-based alloy embodiments and method of making and using the same

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2392821A (en) * 1944-01-22 1946-01-15 Haynes Sellite Company Metal-working tool
US3510294A (en) * 1966-07-25 1970-05-05 Int Nickel Co Corrosion resistant nickel-base alloy
US3918964A (en) * 1973-12-21 1975-11-11 Sorcery Metals Inc Nickel-base alloys having a low coefficient of thermal expansion
US4224300A (en) * 1979-08-22 1980-09-23 Ihara Chemical Industry Co., Ltd. Process for preparation of carbonyl sulfide
EP0091308A2 (en) * 1982-04-05 1983-10-12 Teledyne Industries, Inc. Corrosion resistant nickel base alloy
US4533414A (en) * 1980-07-10 1985-08-06 Cabot Corporation Corrosion-resistance nickel alloy
EP0254982A2 (en) * 1986-07-31 1988-02-03 Dowelanco Electrolytic cell with nickel alloy anodes for electrochemical dechlorination
JPH01301841A (ja) * 1988-05-30 1989-12-06 Nippon Steel Corp 金属ストリップの連続電気亜鉛メッキ用通電ロールおよびその製造方法
US5424029A (en) * 1982-04-05 1995-06-13 Teledyne Industries, Inc. Corrosion resistant nickel base alloy

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2781264A (en) * 1952-10-25 1957-02-12 Rolls Royce Nickel chromium base alloy and a stationary turbine blade made therefrom
DE1210566B (de) * 1961-04-01 1966-02-10 Basf Ag Verfahren zum Herstellen einer hoch-korrosionsbestaendigen und warmfesten Nickel-Chrom-Molybdaen-Legierung mit erhoehter Bestaendigkeit gegen interkristalline Korrosion
US3455659A (en) * 1967-09-06 1969-07-15 American Cyanamid Co Superheating ammonia
JPS5118919A (en) * 1974-08-07 1976-02-14 Hitachi Metals Ltd N11crrw gokin
JPS5429964A (en) * 1977-08-11 1979-03-06 Toshiba Corp Indirectly-heated cathode for electron tube
US4331741A (en) * 1979-05-21 1982-05-25 The International Nickel Co., Inc. Nickel-base hard facing alloy
US4981644A (en) * 1983-07-29 1991-01-01 General Electric Company Nickel-base superalloy systems
US4692305A (en) * 1985-11-05 1987-09-08 Perkin-Elmer Corporation Corrosion and wear resistant alloy
US4755240A (en) * 1986-05-12 1988-07-05 Exxon Production Research Company Nickel base precipitation hardened alloys having improved resistance stress corrosion cracking
US4889696A (en) * 1986-08-21 1989-12-26 Haynes International, Inc. Chemical reactor for nitric acid
CN1032766C (zh) * 1992-02-12 1996-09-11 曼·B及W柴油机公司 具有硬衬面的阀
JPH06256885A (ja) * 1993-03-02 1994-09-13 Fukuda Metal Foil & Powder Co Ltd 耐食・耐摩耗合金
JP2000334595A (ja) 1999-05-27 2000-12-05 Agency Of Ind Science & Technol 超臨界水反応場用部材
JP2002194466A (ja) * 2000-12-21 2002-07-10 Nkk Corp ニッケル基合金クラッド鋼およびその製造方法
JP2002266059A (ja) * 2001-03-08 2002-09-18 Nkk Corp 高降伏強度Ｎｉ基合金の製造方法
US6740291B2 (en) * 2002-05-15 2004-05-25 Haynes International, Inc. Ni-Cr-Mo alloys resistant to wet process phosphoric acid and chloride-induced localized attack
DE10302989B4 (de) 2003-01-25 2005-03-03 Schmidt + Clemens Gmbh & Co. Kg Verwendung einer Hitze- und korrosionsbeständigen Nickel-Chrom-Stahllegierung
JP2005133156A (ja) 2003-10-30 2005-05-26 Komatsu Ltd 水熱反応処理装置用金属材料、及び水熱反応処理装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2392821A (en) * 1944-01-22 1946-01-15 Haynes Sellite Company Metal-working tool
US3510294A (en) * 1966-07-25 1970-05-05 Int Nickel Co Corrosion resistant nickel-base alloy
US3918964A (en) * 1973-12-21 1975-11-11 Sorcery Metals Inc Nickel-base alloys having a low coefficient of thermal expansion
US4224300A (en) * 1979-08-22 1980-09-23 Ihara Chemical Industry Co., Ltd. Process for preparation of carbonyl sulfide
US4533414A (en) * 1980-07-10 1985-08-06 Cabot Corporation Corrosion-resistance nickel alloy
EP0091308A2 (en) * 1982-04-05 1983-10-12 Teledyne Industries, Inc. Corrosion resistant nickel base alloy
US5424029A (en) * 1982-04-05 1995-06-13 Teledyne Industries, Inc. Corrosion resistant nickel base alloy
EP0254982A2 (en) * 1986-07-31 1988-02-03 Dowelanco Electrolytic cell with nickel alloy anodes for electrochemical dechlorination
JPH01301841A (ja) * 1988-05-30 1989-12-06 Nippon Steel Corp 金属ストリップの連続電気亜鉛メッキ用通電ロールおよびその製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP1918392A4 *

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