JP2006265588A - 被覆材料、ならびに耐食性、耐摩耗性および耐ヒートクラック性を有する鉄鋼製構造物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】質量%で、Cr:0.01〜20%、Fe:5%以下、Cu:4%以下、Mo:4%以下、Si:1.5〜5%、B:1〜4.5%、Co:1%以下、C:0.01〜1.1%、Nbおよび/またはTi:1〜10%であり、残部がNiおよび不可避的不純物からなる被覆材料。
【選択図】なし
Description
本発明の被覆材料は、Cr:0.01〜20%、Fe:5%以下、Cu:4%以下、Mo:4%以下、Si:1.5〜5%、B:1〜4.5%、Co:1%以下、C:0.01〜1.1%、Nbおよび/またはTi:1〜10%であり、残部がNiおよび不可避的不純物からなる。
(1)被覆材料のC量を減少させて、被覆層中のC自体を減少させる。
(2)被覆材料に炭化物形成元素を添加して、基材中のCを被覆層中に拡散させて炭化物として固定する。
(比較例1)
表1に示すJIS H8303に規定するSFNi−4に該当する組成の被覆材料をフレーム式溶射法で、基材としての鋼材(SS400)に溶射して、約500μmの皮膜を形成後、アルゴン雰囲気にて、1273Kの温度で、3600秒加熱し、被覆層を形成した。その結果、表面硬さはHRCスケールで50であり十分な硬さを有しており、耐食性も良好であった。しかし、図4の断面組織写真に示すように、基材表面近傍に約300μmの浸炭層が形成されており、973Kからの水冷による熱衝撃試験により被覆層のクラック発生や剥離および基材へのクラックが発生した。
表2に示す組成の被覆材料をフレーム式溶射法で、基材としての鋼材(STB340)に溶射して、約300μmの皮膜を形成後、酸素―アセチレンの混合ガス燃焼炎により、約1323Kの温度で1秒加熱し、被覆層を形成した。その結果、表面硬さはHRCスケールで25であり十分な硬さを有しており、耐食性も良好であった。しかし、図5の断面組織写真に示すように、基材表面近傍に約75μmの浸炭層が形成されており、973Kからの水冷による熱衝撃試験により被覆層のクラック発生や剥離および基材へのクラック発生が認められた。
表1に示す組成に、さらにNbを1〜10%添加した表3に示すNo.1〜12の組成のものを、合金化した後、ガスアトマイズ法にて粉末化して、5〜120μmの範囲の粉末材料を作製し、フレーム式溶射法で、基材としての鋼材(STB340)に溶射して、表3に示すように、50〜2000μmの皮膜を形成した。その後、表3に示す方法にて1173〜1473Kの温度で加熱を1〜3600秒行い、被覆層を形成した。このような構造物の特性を評価するとともに、析出粒子径および浸炭層の厚さを求めた。その結果を表4に示す。表4の特性評価において評価基準は、◎は特に優れていることを示し、○は良好であることを示す。表4に示すように、本発明を満たすことにより、表面硬さはHRCスケールで20〜65と十分な硬さを有しており、耐摩耗性が良好であり、耐食性も良好であった。また、図6のNo.7(Nb:8質量%)の組成の被覆層を形成したサンプルの断面組織写真にも示すように、いずれも浸炭層の厚さは50μm以下であり、その部位の炭素量は、最大で1.0%であった。973Kからの水冷による熱衝撃試験により試験を行った結果、被覆層の剥離や基材へのクラックは発生しておらず、良好な耐ヒートクラック性を有していた。
表1に示す組成に、さらにNbを0.5%添加した組成のものを合金化した後粉末化し、フレーム式溶射法で、基材としての鋼材(STB340)に溶射して、1000μmの皮膜を形成した。その後、アルゴン雰囲気にて、1273Kの温度で600秒加熱し、被覆層を形成した。その結果、表面硬さはHRCスケールで20〜65であり十分な硬さを有しており、耐食性も良好であった。しかし、浸炭層の厚さは、100μmを超えており、その炭素量は最大で1.0%を超えていた。973Kからの水冷による熱衝撃試験を行った結果、被覆層の剥離や基材へのクラックが発生した。
実施例1のNbの代わりにTiを2〜10%添加した組成の被覆材料を同様にして基材としての鋼材(STB340)に被覆し、同様の試験を行った。その結果、表面硬さはHRCスケールで20〜65であり十分な硬さを有しており、耐食性も良好であった。また、浸炭層の厚さは50μm以下であり、その部位の炭素量は、最大で1.0%であり、被覆層の剥離や基材へのクラックは発生しなかった。
2 スカート
3 フードボイラー
4 ボイラー
11 水冷管
12 フィン
13,13a,13b,13c 被覆層
Claims (7)
- 質量%で、Cr:0.01〜20%、Fe:5%以下、Cu:4%以下、Mo:4%以下、Si:1.5〜5%、B:1〜4.5%、Co:1%以下、C:0.01〜1.1%、Nbおよび/またはTi:1〜10%であり、残部がNiおよび不可避的不純物からなることを特徴とする被覆材料。
- 鉄鋼製基材と、その上に被覆された被覆層とを有し、前記被覆層は、請求項1の組成の被覆材料を被覆した後、1173〜1473Kの温度に1秒以上保持する処理を施すことにより得られたものであることを特徴とする、耐食性、耐摩耗性および耐ヒートクラック性を有する鉄鋼製構造物。
- 鉄鋼製基材と、その上に被覆され請求項1に記載の組成を有する被覆材料からなる被覆層とを有し、前記被覆層表面の硬さがHRCスケールで20〜65であることを特徴とする、耐食性、耐摩耗性および耐ヒートクラック性を有する鉄鋼製構造物。
- 鉄鋼製基材と、その上に被覆され請求項1に記載の組成を有する被覆材料からなる被覆層とを有し、前記被覆層中に100nm〜50μmの粒子径を有するCr炭化物、Cr硼化物、Nbおよび/またはTi炭化物、ならびにNbおよび/またはTi硼化物の1種以上が晶出または析出していることを特徴とする、耐食性、耐摩耗性および耐ヒートクラック性を有する鉄鋼製構造物。
- 鉄鋼製基材と、その上に被覆され請求項1に記載の組成を有する被覆材料からなる被覆層とを有し、前記被覆層の表面から1mm以内の範囲の炭素量が1.0質量%以下であることを特徴とする、耐食性、耐摩耗性および耐ヒートクラック性を有する鉄鋼製構造物。
- 前記被覆層は、前記鉄鋼製基材に請求項1に記載の組成の被覆材料を被覆した後、1173〜1473Kの温度に1秒以上保持する処理を施すことにより得られたものであることを特徴とする請求項3から請求項5のいずれか1項に記載の、耐食性、耐摩耗性および耐ヒートクラック性を有する鉄鋼製構造物。
- 前記被覆層の厚さが50〜2000μmであることを特徴とする請求項2から請求項6のいずれか1項に記載の、耐食性、耐摩耗性および耐ヒートクラック性を有する鉄鋼製構造物。
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Cited By (2)
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CN102828070A (zh) * | 2012-08-24 | 2012-12-19 | 朱小英 | 一种锅炉管道防护涂层材料 |
JP2015143372A (ja) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 溶射時の再溶融処理時の湯流れ性を抑えたNi基自溶性合金粉末およびその粉末を用いた耐食性、耐摩耗性に優れた部品 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS6439359A (en) * | 1987-08-04 | 1989-02-09 | Kobe Steel Ltd | Self-fluxing alloy excellent in corrosion resistance |
JP2002146508A (ja) * | 2000-11-07 | 2002-05-22 | Nkk Corp | 水冷式鉄鋼製構造物 |
-
2005
- 2005-03-22 JP JP2005082151A patent/JP4827047B2/ja active Active
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