JP3237242B2 - Ni基合金積層体 - Google Patents

Ni基合金積層体

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JP3237242B2 JP30142492A JP30142492A JP3237242B2 JP 3237242 B2 JP3237242 B2 JP 3237242B2 JP 30142492 A JP30142492 A JP 30142492A JP 30142492 A JP30142492 A JP 30142492A JP 3237242 B2 JP3237242 B2 JP 3237242B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、Ni・Fe系合金とN
i合金とを拡散接合し一体化したNi基合金積層体に係
り、特に、腐食性無機酸である高温濃硝酸に対して耐食
性を有するNi基合金積層体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、流体間の熱交換を行う際に用いら
れる装置として、プレート式熱交換器が知られている。
このプレート式熱交換器は、温度の異なる流体同士を熱
伝導の良いプレートを介して接触させ、一方の高温側の
流体から他方の低温側の流体(冷媒)へ熱を移動させる
装置である。前記冷媒としては、水、水蒸気、空気、水
銀(Hg)、ナトリウム(Na)やカリウム(K)等の
溶融金属等、多種多様のものがあるが、例えば、化学工
業において比較的低温(約90℃程度)の濃硝酸(HN
3)を常温まで冷却する場合には、熱容量及び伝熱係
数が大きく無毒で安価な点から、河川水もしくは海水が
もっぱら用いられている。この場合、前記プレートとし
ては、Crを16重量%、Moを16重量%、Wを4重
量%、Feを5重量%含有し、残部がNiからなるNi
・Cr・Mo系合金薄板が用いられている。この薄板は
濃硝酸、河川水や海水、双方に対して耐食性が良好であ
り、かつ、熱伝導度も大きな材料である、
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、腐食
性無機酸である高温濃硝酸(110℃以上)を常温まで
冷却する必要が増しており、プレート式熱交換器に対し
てもこれらの高温濃硝酸に対して耐食性のあるものが要
求されている。上記の例では、プレートの材料としてN
i・Cr・Mo系合金が用いられているが、この合金は
高温濃硝酸中に放置されると腐食するという欠点があ
り、使用に耐えることができない。その理由は、Ni,
Cr,Mo各々は、比較的低温の濃硝酸(沸点(b.p.)1
20.5℃)に対しては不動態をつくり侵されないので
あるが、濃硝酸の温度が110℃以上の高温になると該
濃硝酸の極めて強い酸化作用のために該Ni・Cr・M
o系合金が侵されるためである。
【0004】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であって、腐食性無機酸である高温濃硝酸に対して耐食
性を有するNi基合金積層体を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次の様なNi基合金積層体を採用した。す
なわち、ニッケル(Ni)31.0〜39.0重量%、
クロム(Cr)18.0〜22.0重量%、モリブデン
(Mo)1.0〜3.5重量%、銅(Cu)2.0〜
5.0重量%、ニオブ(Nb)及びタンタル(Ta)を
合計0.08〜1.0重量%含有し、残部が鉄(Fe)
からなるNi・Fe系合金と、クロム(Cr)12.0
〜22.5重量%、モリブデン(Mo)12.5〜1
7.0重量%、タングステン(W)2.5〜4.5重量
%、鉄(Fe)2.0〜7.00重量%含有し、残部が
ニッケル(Ni)からなるNi・Cr・Mo系合金とを
拡散接合し一体化してなることを特徴としている。
【0006】
【作用】本発明者等は、高温濃硝酸に対して耐食性が優
れているNi・Fe系合金と、耐水性が優れているNi
・Cr・Mo系合金を組み合わせることにより、高温濃
硝酸に対する耐食性、海水及び河川水に対する耐食性、
加工性、熱交換性等に優れたNi基合金積層体を発明し
た。
【0007】本発明のNi基合金積層体では、熱伝導度
の大きなNi系合金、すなわち、Niを31.0〜3
9.0重量%、Crを18.0〜22.0重量%、Mo
を1.0〜3.5重量%、Cuを2.0〜5.0重量
%、Nb及びTaを合計0.08〜1.0重量%含有
し、残部がFeからなるNi・Fe系合金と、Crを1
2.0〜22.5重量%、Moを12.5〜17.0重
量%、Wを2.5〜4.5重量%、Feを2.0〜7.
00重量%含有し、残部がニッケル(Ni)からなるN
i・Cr・Mo系合金とを拡散接合し一体化する。
【0008】前記Ni・Fe系合金は、腐食性無機酸で
ある高温濃硝酸に対する耐食性が優れており、また、前
記Ni・Cr・Mo系合金は河川水、海水等に対する耐
食性が優れている。そこで、これらのNi系合金同士を
拡散接合し一体化すれば、一方の面が高温濃硝酸に対す
る耐食性に優れ、他方の面が海水及び河川水に対する耐
食性に優れることとなる。したがって、一方の面の高温
濃硝酸に対する耐食性、他方の面の河川水、海水等に対
する耐食性をそれぞれ向上させることが可能になる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の一実施例のNi基合金薄板
(積層体)について図1を参照して説明する。このNi
基合金薄板1は、110℃以上の高温濃硝酸(HNO
3 )を河川水または海水(冷媒)により常温(例えば、
15℃程度)まで冷却する際に用いられるプレート式熱
交換器のプレートに適用され、Niを31.0〜39.
0重量%、Crを18.0〜22.0重量%、Moを
1.0〜3.5重量%、Cuを2.0〜5.0重量%、
Nb及びTaを合計0.08〜1.0重量%含有し、残
部がFeからなるNi・Fe系合金2と、Crを12.
0〜22.5重量%、Moを12.5〜17.0重量
%、Wを2.5〜4.5重量%、Feを2.0〜7.0
0重量%含有し、残部がNiからなるNi・Cr・Mo
系合金3とが張り合わされて拡散接合され、その後冷間
圧延が施されて一体化されたものである。
【0010】前記プレート式熱交換器においては、熱交
換率及び加工性を考慮した場合のプレートの有効な厚み
は、0.6〜0.8mmである。前記Ni・Fe系合金
板2は、高温濃硝酸(90℃以上)に対する耐食性が優
れているが、僅かではあるが厚みの減少がみられる。こ
こでは、厚みを0.7mmと設定した。前記Ni・Cr
・Mo系合金板3は、河川水(例えば、15℃程度)及
び海水に対する耐食性が優れており、厚みの減少は殆ど
無い。ここでは、厚みを0.1mmと設定した。
【0011】このNi基合金薄板1においては、Ni・
Fe系合金板2とNi・Cr・Mo系合金板3を拡散接
合し、その後冷間圧延を施して一体化すれば、一方の面
が高温濃硝酸に対して耐食性に優れ、他方の面が海水及
び河川水に優れた耐食性を示すこととなる。したがっ
て、一方の面の高温濃硝酸に対する耐食性、他方の面の
河川水、海水等に対する耐食性をそれぞれ向上させるこ
とが可能になる。
【0012】表1は、本発明のNi基合金薄板(実施
例)各々の組成と、本発明の組成の範囲から外れたNi
基合金薄板(比較例)各々の組成とを、重量百分率で表
わしたものである。
【表1】
【0013】また、表2は、上記実施例及び比較例の各
々のNi基合金薄板について、濃硝酸に対する耐食性及
び食塩水に対する耐食性を調べた結果を示したものであ
る。
【表2】 試験方法は、上記のNi基合金薄板のNi・Fe系合金
板を高温(110℃)の濃硝酸(HNO3を68%含
有)側に、また、Ni・Cr・Mo系合金板を常温(1
5℃)の食塩水(NaClを4%含有)側にそれぞれ配
置してこれらの溶液同士を接触させ100時間放置した
後、これらの合金板の表面の腐食状態を観察し、全く腐
食されなかったものを「○」、僅かに腐食がみられたも
のを「△」、腐食が生じたものを「×」と評価した。な
お、ここでは、濃硝酸の流量を6000l/Hr、食塩
水の流量を6000l/Hrとした。
【0014】表2から明かなように、本発明のNi基合
金薄板(実施例)は、本発明の組成の範囲から外れたN
i基合金薄板(比較例)と比べて、高温濃硝酸に対する
耐食性、食塩水に対する耐食性共に、向上していること
がわかる。
【0015】以上説明したように、上記一実施例のNi
基合金薄板1によれば、Niを31.0〜39.0重量
%、Crを18.0〜22.0重量%、Moを1.0〜
3.5重量%、Cuを2.0〜5.0重量%、Nb及び
Taを合計0.08〜1.0重量%含有し、残部がFe
からなるNi・Fe系合金2と、Crを12.0〜2
2.5重量%、Moを12.5〜17.0重量%、Wを
2.5〜4.5重量%、Feを2.0〜7.00重量%
含有し、残部がNiからなるNi・Cr・Mo系合金3
とが張り合わされて拡散接合され、その後冷間圧延が施
されて一体化されるとしたので、一方の面の高温濃硝酸
に対する耐食性、他方の面の河川水、海水等に対する耐
食性をそれぞれ向上させることができる。
【0016】なお、この実施例では形状を薄板とした
が、この形状は薄板に限定されることなく例えば、管
状、円筒状等、装置の形状によって適宜変更可能であ
る。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のNi基合
金積層体によれば、ニッケル(Ni)31.0〜39.
0重量%、クロム(Cr)18.0〜22.0重量%、
モリブデン(Mo)1.0〜3.5重量%、銅(Cu)
2.0〜5.0重量%、ニオブ(Nb)及びタンタル
(Ta)を合計0.08〜1.0重量%含有し、残部が
鉄(Fe)からなるNi・Fe系合金と、クロム(C
r)12.0〜22.5重量%、モリブデン(Mo)1
2.5〜17.0重量%、タングステン(W)2.5〜
4.5重量%、鉄(Fe)2.0〜7.00重量%含有
し、残部がニッケル(Ni)からなるNi・Cr・Mo
系合金とを拡散接合し一体化してなることとしたので、
一方の面の高温濃硝酸に対する耐食性、他方の面の河川
水、海水等に対する耐食性をそれぞれ向上させることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のNi基合金薄板を示す側面図である。
【符号の説明】
1 Ni基合金薄板(積層体) 2 Ni・Fe系合金板 3 Ni・Cr・Mo系合金板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−211053(JP,A) 特開 昭58−133352(JP,A) 特開 昭49−107910(JP,A) 特開 昭50−92813(JP,A) 特開 昭56−58942(JP,A) 特開 平3−68745(JP,A) 特開 平4−235243(JP,A) 特許151140(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22C 19/03 B23K 20/00 310 B32B 15/01 C22C 30/00 F28F 21/08

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ッケル(Ni)31.0〜39.0重
    量%、クロム(Cr)18.0〜22.0重量%、モリ
    ブデン(Mo)1.0〜3.5重量%、銅(Cu)2.
    0〜5.0重量%、ニオブ(Nb)及びタンタル(T
    a)を合計0.08〜1.0重量%含有し、残部が鉄
    (Fe)からなるNi・Fe系合金と、クロム(Cr)
    12.0〜22.5重量%、モリブデン(Mo)12.
    5〜17.0重量%、タングステン(W)2.5〜4.
    5重量%、鉄(Fe)2.0〜7.00重量%含有し、
    残部がニッケル(Ni)からなるNi・Cr・Mo系合
    金とを拡散接合し一体化してなることを特徴とするNi
    基合金積層体。
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