JP3114009B2 - 高耐食性ベローズ - Google Patents

高耐食性ベローズ

Info

Publication number
JP3114009B2
JP3114009B2 JP08282536A JP28253696A JP3114009B2 JP 3114009 B2 JP3114009 B2 JP 3114009B2 JP 08282536 A JP08282536 A JP 08282536A JP 28253696 A JP28253696 A JP 28253696A JP 3114009 B2 JP3114009 B2 JP 3114009B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bellows
alloy
effect
corrosion resistance
cold
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP08282536A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH09176766A (ja
Inventor
修 高橋
豊 児山
Original Assignee
株式会社エスアイアイ・マイクロパーツ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社エスアイアイ・マイクロパーツ filed Critical 株式会社エスアイアイ・マイクロパーツ
Priority to JP08282536A priority Critical patent/JP3114009B2/ja
Publication of JPH09176766A publication Critical patent/JPH09176766A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3114009B2 publication Critical patent/JP3114009B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Diaphragms And Bellows (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は耐食性と耐久性に優
れたベローズに関するものであり、特に腐食性ガスや腐
食性化学薬液の供給系のバルブやフレキシブル継ぎ手に
利用して有効である。
【0002】
【従来の技術】従来、耐食性を必要とするベローズの材
料として、SUS316L、インコネル718、ハステ
ロイ合金等が使用されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】例えば、半導体製造に
使用する腐食性の非常に強いハロゲン系ガス等のような
特殊ガスの供給系や、腐食性の非常に強い化学薬液のプ
ラント等のバルブやフレキシブル継ぎ手に用いられるベ
ローズに対しては、それらのガスや薬液に侵されない高
耐食性と耐久性が要求される。また、各種ポンプやバル
ブ等において、往復作動するスピンドルの流体封止用パ
ッキングやOリング等からの内部流体漏れを完全に防ぐ
ためにも、耐久性に優れたベローズが要求される。さら
に、真空機器分野においても、変形量が大きく取れて耐
久性に優れたベローズが要求される。近年、これらの要
求は益々高まっているが、従来使用の材料ではこれらの
要求を十分に満足するベローズを作成することはでき
ず、耐食性に優れ、機械的強度と疲労強度が高くて高応
力の繰り返し負荷に対しても疲労破壊し難く、さらに、
薄肉の複雑な形状への成形加工ができる加工性を有し、
溶接性も良いベローズ用材料が求められていた。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、耐食性に優れ、機械的強度が高く、疲労強度が高
く、加工性、溶接性も良い、加工硬化性と時効硬化性を
有するCo基合金またはCo−Ni基合金を用いた。
【0005】
【発明の実施の形態】前述のCo基合金とは、例えば、
組成が重量比で少なくとも、Co36〜46%、Ni1
4〜28%、Cr10〜22%、Mo3〜8%、Mn、
Si、Ti、Alの1種以上各0.1〜3.0%、Fe
4〜26%、C≦0.2%、及び不可避不純物から成る
合金を示す。これらに、強化元素として、W、Nb、C
u、Be等を加えても良い。次に、組成範囲をこのよう
に限定した理由を述べる。
【0006】Coはそれ自体加工硬化能が大きく、切り
欠け脆さを減じ、疲労強度を高め、高温強度を高める効
果がある。Coが36%未満ではその効果が弱く、46
%を越えると硬くなり冷間加工性が低下し不適当である
ため、36〜46%とした。Cr10〜22%、Mo3
〜8%の理由は、Coを含有した条件において耐食性と
加工性を有する最適範囲を示し、この下限未満では耐食
性が不十分で、この上限を越えると冷間加工において硬
くなり加工困難になるため不適当である。
【0007】Niは加工性を維持し、耐食性を高める。
14〜28%で好ましい結果が得られた。Feは廉価材
料であり、コストを安くするには多い方が良いが、多す
ぎると耐食性が低下する。4〜26%で好ましい結果が
得られた。
【0008】Mnは脱酸、脱硫の効果、及び溶体化処理
に際してマトリクスの軟化を助けるが、多すぎると耐食
性を劣化させる。0.1〜3.0%で好ましい結果が得
られた。Al、Siは脱酸の効果及び機械的強度を高め
る効果がある。0.1〜3.0%で好ましい結果が得ら
れた。
【0009】Tiは脱酸の効果、結晶粒微細化の効果、
及び機械的強度を高める効果がある。0.1〜3.0%
で好ましい結果が得られた。Cはマトリクスに固溶する
ほか、Cr、Mo、W、Nb等と炭化物を形成し、機械
的強度を高めるが、多すぎると靱性の低下、耐食性の劣
化の原因となる。0.2%以下で好ましい結果が得られ
た。
【0010】また、Co−Ni基合金とは、例えば、組
成は重量比で少なくとも、Co28〜40%、Ni26
〜45%、Cr18〜25%、Mo7〜12%、Mn、
Tiの1種以上各0.1〜1.0%、Fe1.1〜3.
0%、Nb0.5〜2.0%、C≦0.05%、及び不
可避不純物より成る合金を示す。これらに、熱間加工性
を良くするために、ミッシュメタル、B等を加えても良
い。次に、組成範囲をこのように限定した理由を述べ
る。
【0011】Coはそれ自体加工硬化能が大きく、切り
欠け脆さを減じ、疲労強度を高め、高温強度を高める効
果があるが、28%未満ではその効果が弱く、40%を
越えるとマトリクスが硬くなり過ぎて加工困難となるた
め、28〜40%とした。Niは加工性を維持し、耐食
性を高める効果があり、26〜45%で好ましい結果が
得られた。
【0012】Crは耐食性を確保するのに不可欠の成分
である。18%未満では優れた耐食性を得る効果が弱
く、25%を越えると加工性と靱性が低下することか
ら、18〜25%とした。Moはマトリクスに固溶して
これを強化する効果、及びCrとの共存において耐食性
を高める効果があるが、7%未満では所望する効果が得
られず、12%を越えると加工性が急激に低下するこ
と、及び脆いσ相が生成しやすくなることから、7〜1
2%とした。
【0013】Nbはマトリクスに固溶してこれを強化す
る効果があるが、0.5%未満ではこの効果が弱く、
2.0%を越えると硬くなり過ぎ加工性が低下すること
から、0.%〜2.0%とした。Mnは脱酸、脱硫の効
果、及び溶体化に際してマトリクスの軟化を助ける効果
があるが、多過ぎると耐食性を劣化させる。0.1〜
1.0%で好ましい結果が得られた。
【0014】Tiは脱酸の効果、結晶粒微細化の効果、
及び機械的強度を高める効果がある。0.1〜1.0%
で好ましい結果が得られた。Feは廉価材料でありコス
トを安くするためには多い方よいが、多過ぎると耐食性
が劣化する。1.1〜3.0%で好ましい結果が得られ
た。
【0015】Cはマトリクスに固溶するほか、Cr、M
o、Nb等と炭化物を形成するが、0.05%を越える
と耐食性劣化の原因なるので、0.05%以下とした。
これらのCo基合金あるいはCo−Ni基合金を用いて
薄板に冷間圧延する。冷間圧延した薄板は、必要に応じ
て焼鈍してもよい。この薄板をベローズに加工するが、
その際、冷間で塑性変形を受けるため、加工硬化して機
械的強度が高くなる。その後、おおよそ600℃で時効
処理することにより、機械的強度及び疲労強度はさらに
高くなる。Co基合金の代表的合金A、及びCo−Ni
基合金の代表的合金Bの冷間加工率と引張強さの関係を
夫々図3、図4に示す。また、合金A、合金Bの冷間加
工率と疲労強度の関係を図5に示す。これらの合金A、
Bは、冷間加工率が高くなるに従い、機械的強度が著し
く向上し、時効処理することにより機械的強度はさらに
向上し、疲労強度も向上することがわかる。
【0016】
【実施例】以下実施例に基づいて詳細に説明する。 (実施例1)Co基合金の合金例である、合金A、C、
D、E、F、G、及びCo−Ni基合金の合金例であ
る、合金B、H、I、J、K、Lの組成と、比較材とし
て、SUS316L、ハステロイ合金、インコネル71
8の組成を、表1、表2、表3に重量比で示す。
【0017】
【表1】
【0018】
【表2】
【0019】
【表3】 これらのCo基合金、及びCo−Ni基合金を用いて、
冷間圧延で厚さ0.3mmの薄板にした後、造管加工に
より外径25mm、肉厚0.15mm、の素管に仕上げ
た。その素管を用いて、エラストマー成形法により図1
のようなUタイプ成形ベローズを作成した。苛酷な冷間
加工にもかかわらず成形性は良好であった。その後、真
空熱処理炉で時効処理した。最後に、ベローズの両端に
フランジを溶接して取りつけた。溶接性も良好であっ
た。これらのベローズを、以下本発明Uタイプベローズ
と称する。また、比較材のSUS316L、ハステロイ
合金、インコネル718でも同一寸法のベローズを作成
した。これらのベローズを、以下比較Uタイプベローズ
と称する。
【0020】本発明Uタイプベローズと比較Uタイプベ
ローズを用いて、耐久試験を行った。耐久試験は、ベロ
ーズに内圧を加えながら、圧縮方向と引張方向に所定の
変位量の伸縮を繰り返し、破損するまでの繰り返し数を
調べた。表4に耐久試験結果を示す。
【0021】
【表4】 本発明Uタイプベローズの破損するまでの伸縮繰り返し
数は、118〜358万回であり、比較Uタイプベロー
ズの4〜92万回に比べ、遥かに耐久性に優れているこ
とがわかる。
【0022】(実施例2)Co基合金の合金A、C、
D、E、F、G、及びCo−Ni基合金の合金B、H、
I、J、K、Lを用いて、冷間圧延で厚さ0.12mm
の薄板にした素材を、金型でリング状に打ち抜き、プレ
ス加工で波形に成形した。このリングを溶接して繋ぎ、
図2ようなYタイプ溶接ベローズを作成した。これらの
ベローズを、以下本発明Yタイプ溶接ベローズと称す
る。また、比較材のインコネル718でも同一寸法のベ
ローズを作成した。このベローズを、以下比較Yタイプ
溶接ベロズと称する。
【0023】本発明Yタイプ溶接ベローズと比較Yタイ
プ溶接ベローズを用いて、耐久試験を行った。耐久試験
は、400℃の温度下で圧縮を繰り返し、破損するまで
の繰り返し数を調べた。表5に耐久試験結果を示す。
【0024】
【表5】 本発明Yタイプ溶接ベローズの破損するまでの圧縮繰り
返し数は、101〜335万回であり、比較Yタイプ溶
接ベローズの78万回に比べ、遥かに高温下での耐久性
に優れていることがわかる。
【0025】また、合金A〜L、及びSUS316L、
ハステロイ合金、インコネル718の薬液中(液温60
℃)での腐食減量(mg/cm2 ・Hr)を表6に示
す。
【0026】
【表6】 合金A〜Lいずれも比較材に比べて腐食減量が少なく、
耐食性に優れていることがわかる。
【0027】
【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。本発明
ベローズは耐食性に優れ、機械的強度が高く、疲労強度
が高くて耐久性に優れているため、例えば、半導体製造
に使用する腐食性ガスの供給系や、腐食性化学薬液のプ
ラント等のバルブやフレキシブル継ぎ手に使用するベロ
ーズとして最適である。また、本発明ベローズは、高負
荷に耐えることから、自由長に対する変形量が従来より
も大きくとることが可能なので、ベローズをコンパクト
にすることができる。さらに、本発明ベローズを使用す
る各機器の長寿命化によるメンテナンスフリー化が可能
となる。
【0028】なお、本発明の実施例として、Uタイプ成
形ベローズとYタイプ溶接ベローズの例を記述したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、Ω
(オメガ)タイプ成形ベローズや平形溶接ベローズ等、
他のタイプのベローズを用いても、同様の優れた効果を
奏することは上記より明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図1】Uタイプ成形ベローズの断面図である。
【図2】Yタイプ溶接ベローズの断面図である。
【図3】合金A圧延材の冷間加工率と引張強さの関係を
示す図である。
【図4】合金B圧延材の冷間加工率と引張強さの関係を
示す図である。
【図5】合金A、合金B夫々の圧延材の冷間加工率と疲
労強度の関係を示す図である。
【符号の説明】
1 ベローズ本体 2 フランジ 3 ベローズ本体 4 フランジ 5 冷間加工のままの圧延方向の引張強さ 6 冷間加工のままの圧延直角方向の引張強さ 7 500℃で時効処理後の圧延方向の引張強さ 8 500℃で時効処理後の圧延直角方向の引張強さ 9 冷間加工のままの圧延方向の引張強さ 10 冷間加工のままの圧延直角方向の引張強さ 11 500℃で時効処理後の圧延方向の引張強さ 12 500℃で時効処理後の圧延直角方向の引張強さ 13 合金Aの冷間加工のままの疲労限 14 合金Aの500℃で時効処理後の疲労限 15 合金Bの冷間加工のままの疲労限 16 合金Bの500℃で時効処理後の疲労限
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−228188(JP,A) 特開 平5−279811(JP,A) 特開 平7−126783(JP,A) 特開 平5−271849(JP,A) 特開 平1−252751(JP,A) 特開 昭62−33090(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22C 19/07 C22C 30/00 F16J 3/04

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ベローズの組成は重量比で少なくとも、
    Co36〜46%、Ni14〜28%、Cr10〜22
    %、Mo3〜8%、Mn、Si、Ti、Alの1種以上
    各0.1〜3.0%、Fe4〜26%、C≦0.2%、
    及び不可避不純物から成るCo基合金を用いることを特
    徴とするベローズ。
  2. 【請求項2】 ベローズの組成は重量比で、Co38.
    0〜39.4%、Ni16.0〜17.0%、Cr1
    1.6〜12.2%、Mo3.8〜4.2%、Mn0.
    5〜1.1%、Si0.8〜1.05%、Ti0.4〜
    0.8%、Al0.04〜0.12%、W3.85〜
    4.15%、Fe20.0〜25.0%、C≦0.03
    %から成るCo基合金を用いることを特徴とするベロー
    ズ。
  3. 【請求項3】 組成は重量比で少なくとも、Co36〜
    46%、Ni14〜28%、Cr10〜22%、Mo3
    〜8%、Mn、Si、Ti、Alの1種以上各0.1〜
    3.0%、Fe4〜26%、C≦0.2%、及び不可避
    不純物から成るCo基合金を用いることを特徴とするベ
    ローズ。
  4. 【請求項4】 組成は重量比で、Co38.0〜39.
    4%、Ni16.0〜17.0%、Cr11.6〜1
    2.2%、Mo3.8〜4.2%、Mn0.5〜1.1
    %、Si0.8〜1.05%、Ti0.4〜0.8%、
    Al0.04〜0.12%、W3.85〜4.15%、
    Fe20.0〜25.0%、C≦0.03%から成るC
    o基合金を用いることを特徴とするベローズ。
  5. 【請求項5】 組成は重量比で少なくとも、Co28〜
    40%、Ni26〜45%、Cr18〜25%、Mo7
    〜12%、Mn、Tiの1種以上各0.1〜1.0%、
    Fe1.1〜3.0%、Nb0.5〜2.0%、C≦
    0.05%、及び不可避不純物から成るCo-Ni基合
    金を用いることを特徴とするベローズ。
  6. 【請求項6】 組成は重量比で、C≦0.03%、ミッ
    シュメタル0.01〜0.02%、Mn0.1〜0.5
    %、Ni31.4〜33.4%、Cr19.5〜20.
    5%、Mo9.5〜10.5%、Nb0.8〜1.2
    %、Ti0.3〜0.7%、Co30.9〜37.2
    %、Fe1.1〜2.1%から成るCo−Ni基合金を
    用いることを特徴とするベローズ。
JP08282536A 1995-10-24 1996-10-24 高耐食性ベローズ Expired - Fee Related JP3114009B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP08282536A JP3114009B2 (ja) 1995-10-24 1996-10-24 高耐食性ベローズ

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7-276033 1995-10-24
JP27603395 1995-10-24
JP08282536A JP3114009B2 (ja) 1995-10-24 1996-10-24 高耐食性ベローズ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09176766A JPH09176766A (ja) 1997-07-08
JP3114009B2 true JP3114009B2 (ja) 2000-12-04

Family

ID=26551715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP08282536A Expired - Fee Related JP3114009B2 (ja) 1995-10-24 1996-10-24 高耐食性ベローズ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3114009B2 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4482404B2 (ja) * 2004-08-30 2010-06-16 セイコーインスツル株式会社 耐食性パイプとその製造方法及び耐食性パイプを用いたマスフローセンサ。
US7708028B2 (en) * 2006-12-08 2010-05-04 Praxair Technology, Inc. Fail-safe vacuum actuated valve for high pressure delivery systems
EP2169690B1 (en) 2008-09-24 2012-08-29 ABB Technology AG Pressure compensator
JP2012093107A (ja) * 2010-10-25 2012-05-17 Yokogawa Electric Corp 圧力センサ
CN102230120B (zh) * 2011-06-20 2013-01-02 丹阳市龙鑫合金有限公司 航空高压舱用高性能弹性合金材料及其生产方法
JP5854409B2 (ja) * 2014-07-03 2016-02-09 セイコーインスツル株式会社 ダイヤフラム、圧力センサ、及びダイヤフラムの製造方法
CN106498147B (zh) * 2016-12-14 2019-01-01 四川德胜集团钒钛有限公司 一种轧钢加热炉滑块的制备工艺

Also Published As

Publication number Publication date
JPH09176766A (ja) 1997-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4171218A (en) Anticorrosive bellows
EP1259656B1 (en) Duplex stainless steel
JPS59176501A (ja) ボイラチユ−ブ
EP0157509B1 (en) Sintered stainless steel and production process therefor
JP3114009B2 (ja) 高耐食性ベローズ
EP0525331B1 (en) Heat resisting, ferritic steel with high chromium content and having improved resistance to embrittlement by intergranular precipitation of copper
EP2280089A1 (en) Duplex stainless steels
JP2018150606A (ja) オーステナイト系ステンレス鋼板およびガスケット
JP2008075119A (ja) 耐熱ばね用合金線及びそれを用いた耐熱ばね製品
JP4022991B2 (ja) フェライト−マルテンサイト2相ステンレス溶接鋼管
JP4752620B2 (ja) ベローズ素管用フェライト系ステンレス鋼板
JP2003534456A (ja) オーステナイト合金
CN1192517A (zh) 形状记忆不锈钢管接头
JP3506088B2 (ja) 耐疲労特性に優れたコイルドチュービング用マルテンサイト系ステンレス鋼とそれからの製造法
JP2008095639A (ja) 圧縮機用ダイアフラム
JP4752619B2 (ja) ベローズ素管用フェライト系ステンレス鋼板
WO2006068258A1 (ja) 拡管加工性に優れたフェライト系ステンレス鋼溶接管
JP2010255036A (ja) コルゲート管用フェライト系ステンレス鋼
JP2005015826A (ja) 耐熱ばね用ステンレス鋼線、及びそれを用いた耐熱ばね製品
JP2002105599A (ja) 高耐食低熱膨張合金
JPH10280102A (ja) ベローズ用フェライト系ステンレス鋼製シームレスパイプ及びそれによるベローズ
JPS602653A (ja) 析出強化型ニツケル基合金の製造法
JP3510787B2 (ja) 曲げ性の優れた高強度高靭性ステンレス鋼板
JPH0931577A (ja) ダイヤフラム
JP2727865B2 (ja) 高強度高耐食性継目無鋼管の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090929

Year of fee payment: 9

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090929

Year of fee payment: 9

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100929

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100929

Year of fee payment: 10

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D03

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100929

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110929

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120929

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130929

Year of fee payment: 13

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees