JPH04341533A - 超耐熱性スキッドボタン - Google Patents
超耐熱性スキッドボタンInfo
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- JPH04341533A JPH04341533A JP11325591A JP11325591A JPH04341533A JP H04341533 A JPH04341533 A JP H04341533A JP 11325591 A JP11325591 A JP 11325591A JP 11325591 A JP11325591 A JP 11325591A JP H04341533 A JPH04341533 A JP H04341533A
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- skid button
- melting point
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Links
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超耐熱性スキッドボタ
ンに関し、詳細には、加熱炉内に配設して使用する超耐
熱性スキッドボタンに関する。
ンに関し、詳細には、加熱炉内に配設して使用する超耐
熱性スキッドボタンに関する。
【０００２】
【従来の技術】鋼材等の金属材の熱間圧延や鍛造等の際
に加熱炉による金属材の加熱処理が行われる。該加熱処
理に際し、加熱炉内への処理材の搬入、搬出を処理材の
損傷を生じることなく円滑に行うため、加熱炉内の下部
にスキッドボタンが配設されることはよく知られている
。
に加熱炉による金属材の加熱処理が行われる。該加熱処
理に際し、加熱炉内への処理材の搬入、搬出を処理材の
損傷を生じることなく円滑に行うため、加熱炉内の下部
にスキッドボタンが配設されることはよく知られている
。
【０００３】従来、かかるスキッドボタンとしてはＣｏ
系の耐熱鋼よりなるものが多用されており、熱による損
傷をできるだけ軽減するため使用時には下面より冷却さ
れる。
系の耐熱鋼よりなるものが多用されており、熱による損
傷をできるだけ軽減するため使用時には下面より冷却さ
れる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来の
Ｃｏ系耐熱鋼よりなるスキッドボタンは、高温での耐酸
化性及び強度が不充分であって、長期間使用していると
年間で１０〜２０ｍｍ程度高さが低くなり約３年経過時
点では最短でも約１０日間の工期と莫大な補修工事費と
を要するスキッドボタン取替工事を行わねばならず、従
って、寿命が短くて経済性に劣るという問題点がある。
Ｃｏ系耐熱鋼よりなるスキッドボタンは、高温での耐酸
化性及び強度が不充分であって、長期間使用していると
年間で１０〜２０ｍｍ程度高さが低くなり約３年経過時
点では最短でも約１０日間の工期と莫大な補修工事費と
を要するスキッドボタン取替工事を行わねばならず、従
って、寿命が短くて経済性に劣るという問題点がある。
【０００５】又、近年は圧延効率や鋼板品質の向上のた
め金属材の加熱処理温度が益々上昇する傾向にあり、そ
れに伴い加熱炉内温度も上昇し、スキッドボタンもより
高温の雰囲気に曝されるようになってきたので、従来の
Ｃｏ系耐熱鋼よりなるスキッドボタンでは溶融するとい
う致命的な問題が生じることがある。例えば炉内温度は
１３５０℃以上となり、そのときスキッドボタン下部は
下面からの冷却により比較的低温となるが、スキッドボ
タン頭部（頂部）は１３００℃以上となり、Ｃｏ系耐熱
鋼の融点（１２５０℃程度）を超えて溶融する。従って
、現実にはスキッドボタン高さをあまり大きくし得ず、
又、加熱処理温度が比較的低温に制限されるという問題
点もある。
め金属材の加熱処理温度が益々上昇する傾向にあり、そ
れに伴い加熱炉内温度も上昇し、スキッドボタンもより
高温の雰囲気に曝されるようになってきたので、従来の
Ｃｏ系耐熱鋼よりなるスキッドボタンでは溶融するとい
う致命的な問題が生じることがある。例えば炉内温度は
１３５０℃以上となり、そのときスキッドボタン下部は
下面からの冷却により比較的低温となるが、スキッドボ
タン頭部（頂部）は１３００℃以上となり、Ｃｏ系耐熱
鋼の融点（１２５０℃程度）を超えて溶融する。従って
、現実にはスキッドボタン高さをあまり大きくし得ず、
又、加熱処理温度が比較的低温に制限されるという問題
点もある。
【０００６】一方、炭化硅素や窒化硅素等の如きセラミ
ックスよりなるスキッドボタンが開発されている。該ス
キッドボタンは、セラミックスが耐熱性に極めて優れて
いるので高温雰囲気でも好適に使用し得るが、靱性に劣
るので熱ショックで割損し易く、加熱処理対象の金属材
との反応により変質が生じるので寿命が短く、更には非
常に高価であって経済性の大幅な低下を招くという欠点
がある。
ックスよりなるスキッドボタンが開発されている。該ス
キッドボタンは、セラミックスが耐熱性に極めて優れて
いるので高温雰囲気でも好適に使用し得るが、靱性に劣
るので熱ショックで割損し易く、加熱処理対象の金属材
との反応により変質が生じるので寿命が短く、更には非
常に高価であって経済性の大幅な低下を招くという欠点
がある。
【０００７】本発明はかかる事情に着目してなされたも
のであって、その目的は前記従来のスキッドボタンが有
する問題点を解消し、従来のＣｏ系耐熱鋼よりなるスキ
ッドボタンに比し、高温での耐酸化性及び強度に優れて
寿命が長く、経済性に優れ、又、融点が高くて１３００
℃以上であり、高温でも溶融することなく好適に使用し
得る金属製の超耐熱性スキッドボタンを提供しようとす
るものである。
のであって、その目的は前記従来のスキッドボタンが有
する問題点を解消し、従来のＣｏ系耐熱鋼よりなるスキ
ッドボタンに比し、高温での耐酸化性及び強度に優れて
寿命が長く、経済性に優れ、又、融点が高くて１３００
℃以上であり、高温でも溶融することなく好適に使用し
得る金属製の超耐熱性スキッドボタンを提供しようとす
るものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次のような構成の超耐熱性スキッドボタン
としている。即ち、本発明に係るスキッドボタンは、Ａ
ｌ：７〜１０ ｗｔ％、Ｍｏ：１〜１３ ｗｔ％、Ｗ：
５〜１３ ｗｔ％を含み、更にＨｆ：０．０５〜２ ｗ
ｔ％及び／又はＺｒ：０．０１〜０．５ ｗｔ％ を含
み、残部が実質的にＮｉからなる組成を有するＮｉ基合
金よりなる超耐熱性スキッドボタンである。
に、本発明は次のような構成の超耐熱性スキッドボタン
としている。即ち、本発明に係るスキッドボタンは、Ａ
ｌ：７〜１０ ｗｔ％、Ｍｏ：１〜１３ ｗｔ％、Ｗ：
５〜１３ ｗｔ％を含み、更にＨｆ：０．０５〜２ ｗ
ｔ％及び／又はＺｒ：０．０１〜０．５ ｗｔ％ を含
み、残部が実質的にＮｉからなる組成を有するＮｉ基合
金よりなる超耐熱性スキッドボタンである。
【０００９】
【作用】本発明は、種々の合金組成のＮｉ基合金よりな
るスキッドボタンを製作し、高温での耐酸化性、高温強
度、及び、融点の測定を行い、その結果得られた下記知
見に基づきなされたものである。
るスキッドボタンを製作し、高温での耐酸化性、高温強
度、及び、融点の測定を行い、その結果得られた下記知
見に基づきなされたものである。
【００１０】即ち、Ａｌ：７〜１０ ｗｔ％、Ｍｏ：１
〜１３ ｗｔ％、Ｗ：５〜１３ ｗｔ％を含み、更に、
Ｈｆ：０．０５〜２ ｗｔ％及び／又はＺｒ：０．０１
〜０．５ ｗｔ％ を含み、残部が実質的にＮｉからな
る組成を有するＮｉ基合金は、超耐熱性を有していて、
従来のＣｏ系耐熱鋼に比し、耐酸化性及び高温強度に優
れ、又、１３００℃以上という高融点を有し得るという
知見が得られた。
〜１３ ｗｔ％、Ｗ：５〜１３ ｗｔ％を含み、更に、
Ｈｆ：０．０５〜２ ｗｔ％及び／又はＺｒ：０．０１
〜０．５ ｗｔ％ を含み、残部が実質的にＮｉからな
る組成を有するＮｉ基合金は、超耐熱性を有していて、
従来のＣｏ系耐熱鋼に比し、耐酸化性及び高温強度に優
れ、又、１３００℃以上という高融点を有し得るという
知見が得られた。
【００１１】そこで、本発明に係るスキッドボタンは、
前記の如く、Ａｌ：７〜１０ ｗｔ％、Ｍｏ：１〜１３
ｗｔ％、Ｗ：５〜１３ ｗｔ％を含み、更にＨｆ：０
．０５〜２ ｗｔ％及び／又はＺｒ：０．０１〜０．５
ｗｔ％ を含み、残部が実質的にＮｉからなる組成を
有するＮｉ基合金よりなるようにしている。従って、本
発明に係るスキッドボタンは、超耐熱性のスキッドボタ
ンであって、従来のＣｏ系耐熱鋼よりなるスキッドボタ
ンに比し、高温での耐酸化性及び強度に優れて寿命が長
く、経済性に優れ、又、融点が高くて１３００℃以上で
あり、高温でも溶融することなく好適に使用し得るよう
になる。
前記の如く、Ａｌ：７〜１０ ｗｔ％、Ｍｏ：１〜１３
ｗｔ％、Ｗ：５〜１３ ｗｔ％を含み、更にＨｆ：０
．０５〜２ ｗｔ％及び／又はＺｒ：０．０１〜０．５
ｗｔ％ を含み、残部が実質的にＮｉからなる組成を
有するＮｉ基合金よりなるようにしている。従って、本
発明に係るスキッドボタンは、超耐熱性のスキッドボタ
ンであって、従来のＣｏ系耐熱鋼よりなるスキッドボタ
ンに比し、高温での耐酸化性及び強度に優れて寿命が長
く、経済性に優れ、又、融点が高くて１３００℃以上で
あり、高温でも溶融することなく好適に使用し得るよう
になる。
【００１２】本発明に係るスキッドボタンにおけるＮｉ
基合金の組成（各成分）の数値限定理由を以下説明する
。 Ａｌは、合金表面に緻密な Ａｌ２Ｏ３皮膜を形成して
高温での耐酸化性を著しく向上させ、又、高温強度を付
与するγ’相（Ｎｉ３Ａｌ）を構成し、強度を向上させ
る元素である。融点上昇のためには少量のほうが望まし
いが、充分な耐酸化性及び高温強度を付与するためには
７ ｗｔ％以上が必要である。しかし、１０ｗｔ％ 超
ではγ’相が過剰に形成され、共晶（ＮｉＡｌ）が多量
に生成して高温強度が低くなる。従って、Ａｌ：７〜１
０ ｗｔ％とする必要がある。
基合金の組成（各成分）の数値限定理由を以下説明する
。 Ａｌは、合金表面に緻密な Ａｌ２Ｏ３皮膜を形成して
高温での耐酸化性を著しく向上させ、又、高温強度を付
与するγ’相（Ｎｉ３Ａｌ）を構成し、強度を向上させ
る元素である。融点上昇のためには少量のほうが望まし
いが、充分な耐酸化性及び高温強度を付与するためには
７ ｗｔ％以上が必要である。しかし、１０ｗｔ％ 超
ではγ’相が過剰に形成され、共晶（ＮｉＡｌ）が多量
に生成して高温強度が低くなる。従って、Ａｌ：７〜１
０ ｗｔ％とする必要がある。
【００１３】Ｍｏは、マトリックスのγ相を固溶強化す
ると共にＭｏリッチのα相を構成し、著しく高温強度を
高める効果を有する元素であって、後述のＷとの複合強
化作用を成すものであり、１ ｗｔ％未満では高温強度
が不充分となり、一方１３ ｗｔ％超ではα相を過剰に
生成して高温強度が低下するので、Ｍｏ：３〜１３ ｗ
ｔ％とする。
ると共にＭｏリッチのα相を構成し、著しく高温強度を
高める効果を有する元素であって、後述のＷとの複合強
化作用を成すものであり、１ ｗｔ％未満では高温強度
が不充分となり、一方１３ ｗｔ％超ではα相を過剰に
生成して高温強度が低下するので、Ｍｏ：３〜１３ ｗ
ｔ％とする。
【００１４】Ｗは上記Ｍｏと同様の効果を有する元素で
あり、５ ｗｔ％未満では高温強度が不充分となり、１
３ ｗｔ％超では耐酸化性が不充分となるので、Ｗ：５
〜１３ ｗｔ％とする。
あり、５ ｗｔ％未満では高温強度が不充分となり、１
３ ｗｔ％超では耐酸化性が不充分となるので、Ｗ：５
〜１３ ｗｔ％とする。
【００１５】Ｈｆは、合金表面に Ａｌ２Ｏ３皮膜を形
成する際に、高温での耐酸化性を著しく向上させ、又、
高温強度を向上させる効果を有する元素であり、０．０
５ｗｔ％ 未満では耐酸化性向上効果が小さく、一方２
ｗｔ％超では融点が低下して耐溶融性が不充分となる
ので、Ｈｆ：０．０５〜２ ｗｔ％とする。Ｚｒは、合
金表面に形成されるＡｌ２Ｏ３皮膜の密着性を改善し、
高温での耐酸化性を著しく向上させる効果を有する元素
であり、０．０１ ｗｔ％未満では耐酸化性向上効果が
小さく、一方０．５ ｗｔ％ 超では融点が低下して耐
溶融性が不充分となるので、Ｚｒ：０．０１〜０．５
ｗｔ％ とする。
成する際に、高温での耐酸化性を著しく向上させ、又、
高温強度を向上させる効果を有する元素であり、０．０
５ｗｔ％ 未満では耐酸化性向上効果が小さく、一方２
ｗｔ％超では融点が低下して耐溶融性が不充分となる
ので、Ｈｆ：０．０５〜２ ｗｔ％とする。Ｚｒは、合
金表面に形成されるＡｌ２Ｏ３皮膜の密着性を改善し、
高温での耐酸化性を著しく向上させる効果を有する元素
であり、０．０１ ｗｔ％未満では耐酸化性向上効果が
小さく、一方０．５ ｗｔ％ 超では融点が低下して耐
溶融性が不充分となるので、Ｚｒ：０．０１〜０．５
ｗｔ％ とする。
【００１６】残部のＮｉは、Ｎｉ基合金のベースとなる
元素であって、前記のＡｌ、Ｍｏ及びＷを多量に安定し
て含有させることができ、従来のＣｏ系の耐熱鋼等のＦ
ｅ基合金やＣｏ基合金の場合には有害な相が形成される
が、かかる有害相はＮｉ基合金では形成されない。尚、
残部は実質的にＮｉからなるものであって、不可避的不
純物が付随されることがあるが、それらは本発明に係る
超耐熱性スキッドボタンの効果を損なわない範囲で許容
されることはいうまでもない。
元素であって、前記のＡｌ、Ｍｏ及びＷを多量に安定し
て含有させることができ、従来のＣｏ系の耐熱鋼等のＦ
ｅ基合金やＣｏ基合金の場合には有害な相が形成される
が、かかる有害相はＮｉ基合金では形成されない。尚、
残部は実質的にＮｉからなるものであって、不可避的不
純物が付随されることがあるが、それらは本発明に係る
超耐熱性スキッドボタンの効果を損なわない範囲で許容
されることはいうまでもない。
【００１７】
【実施例】表１に示す如き種々の合金組成のＮｉ基合金
、及び、Ｃｏ系の耐熱鋼を、通常の溶解・鋳造法により
溶製した。表１において、符号Ｎｏ．１〜７ のものは
本発明の実施例に係るＮｉ基合金、Ｎｏ．８〜１５のも
のは比較例に係るＮｉ基合金、Ｎｏ．１６ のものは従
来例に係るＣｏ系耐熱鋼である。
、及び、Ｃｏ系の耐熱鋼を、通常の溶解・鋳造法により
溶製した。表１において、符号Ｎｏ．１〜７ のものは
本発明の実施例に係るＮｉ基合金、Ｎｏ．８〜１５のも
のは比較例に係るＮｉ基合金、Ｎｏ．１６ のものは従
来例に係るＣｏ系耐熱鋼である。
【００１８】上記溶製した各材料から試験片を採取し、
これら試験片について、温度：１２５０℃、歪み速度ε
：１×１０３（１／Ｓ）の条件で大気中において圧縮試
験を行い、変形開始時点の応力を測定して高温圧縮強度
を求めた。 又、大気中において１１００℃の温度に２０時間保持す
る酸化試験を行い、酸化増量を測定し、耐酸化性を評価
した。 更に、示差熱分析法による融点の測定を行った。
これら試験片について、温度：１２５０℃、歪み速度ε
：１×１０３（１／Ｓ）の条件で大気中において圧縮試
験を行い、変形開始時点の応力を測定して高温圧縮強度
を求めた。 又、大気中において１１００℃の温度に２０時間保持す
る酸化試験を行い、酸化増量を測定し、耐酸化性を評価
した。 更に、示差熱分析法による融点の測定を行った。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【表２】
【００２１】それらの結果を表２に示す。従来例に係る
Ｃｏ系耐熱鋼（符号 Ｎｏ．１６のもの） の場合、高
温圧縮強度：１．８ｋｇ／ｍｍ２ 、酸化増量：５．３
ｍｇ であって、耐酸化性及び高温強度に劣っており、
又、融点が１２４９℃であって１３００℃を遙かに下回
っている。
Ｃｏ系耐熱鋼（符号 Ｎｏ．１６のもの） の場合、高
温圧縮強度：１．８ｋｇ／ｍｍ２ 、酸化増量：５．３
ｍｇ であって、耐酸化性及び高温強度に劣っており、
又、融点が１２４９℃であって１３００℃を遙かに下回
っている。
【００２２】比較例に係るＮｉ基合金（Ｎｏ．８〜１５
のもの）の場合、上記Ｃｏ系耐熱鋼に比し、総合的には
耐酸化性及び高温強度に優れると共に融点も高いが、耐
酸化性及び／又は高温強度が不充分であると共に融点も
１３００℃未満であって不充分である。即ち、Ｎｏ．８
〜１０のものでは融点はかなり高いが、耐酸化性及び高
温強度が不充分であり、Ｎｏ．１１ のものは高温強度
が不充分であり、Ｎｏ．１２ のものは耐酸化性及び高
温強度が不充分であると共に融点も低く、Ｎｏ．１３
〜１４のものでは耐酸化性に優れているが、融点が低く
、Ｎｏ．１５ のものは耐酸化性に優れ、融点も高いが
、高温強度が不充分である。
のもの）の場合、上記Ｃｏ系耐熱鋼に比し、総合的には
耐酸化性及び高温強度に優れると共に融点も高いが、耐
酸化性及び／又は高温強度が不充分であると共に融点も
１３００℃未満であって不充分である。即ち、Ｎｏ．８
〜１０のものでは融点はかなり高いが、耐酸化性及び高
温強度が不充分であり、Ｎｏ．１１ のものは高温強度
が不充分であり、Ｎｏ．１２ のものは耐酸化性及び高
温強度が不充分であると共に融点も低く、Ｎｏ．１３
〜１４のものでは耐酸化性に優れているが、融点が低く
、Ｎｏ．１５ のものは耐酸化性に優れ、融点も高いが
、高温強度が不充分である。
【００２３】これらに対し、本発明の実施例に係るＮｉ
基合金（Ｎｏ．１〜７ のもの） は、高温圧縮強度：
１１ｋｇ／ｍｍ２以上、酸化増量：４ｍｇ以下、融点：
１３００℃以上であって、耐酸化性及び高温強度に優れ
ると共に融点が高くて耐溶融性に優れており、高温でも
溶融することなく好適に使用し得る充分なものになって
いることが判る。
基合金（Ｎｏ．１〜７ のもの） は、高温圧縮強度：
１１ｋｇ／ｍｍ２以上、酸化増量：４ｍｇ以下、融点：
１３００℃以上であって、耐酸化性及び高温強度に優れ
ると共に融点が高くて耐溶融性に優れており、高温でも
溶融することなく好適に使用し得る充分なものになって
いることが判る。
【００２４】
【発明の効果】本発明に係る超耐熱性スキッドボタンは
、前述の如き構成を有し作用をなすものであって、超耐
熱性を有しており、従来のＣｏ系耐熱鋼よりなるスキッ
ドボタンに比し、高温での耐酸化性及び強度に優れて寿
命が長く、経済性に優れ、又、融点が高くて１３００℃
以上であり、従って、高温でも溶融することなく好適に
使用し得るようになるという効果を奏するものである。
、前述の如き構成を有し作用をなすものであって、超耐
熱性を有しており、従来のＣｏ系耐熱鋼よりなるスキッ
ドボタンに比し、高温での耐酸化性及び強度に優れて寿
命が長く、経済性に優れ、又、融点が高くて１３００℃
以上であり、従って、高温でも溶融することなく好適に
使用し得るようになるという効果を奏するものである。
Claims (1)
- 【請求項１】 Ａｌ：７〜１０ ｗｔ％、Ｍｏ：１〜
１３ ｗｔ％、Ｗ：５〜１３ ｗｔ％を含み、更にＨｆ
：０．０５〜２ ｗｔ％及び／又はＺｒ：０．０１〜０
．５ ｗｔ％ を含み、残部が実質的にＮｉからなる組
成を有するＮｉ基合金よりなる超耐熱性スキッドボタン
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11325591A JPH04341533A (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | 超耐熱性スキッドボタン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11325591A JPH04341533A (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | 超耐熱性スキッドボタン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04341533A true JPH04341533A (ja) | 1992-11-27 |
Family
ID=14607517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11325591A Pending JPH04341533A (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | 超耐熱性スキッドボタン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04341533A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016069703A (ja) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | 日立金属株式会社 | ニッケル基鋳造合金及び熱間鍛造金型 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5896846A (ja) * | 1981-11-27 | 1983-06-09 | ユナイテツド・テクノロジ−ズ・コ−ポレ−シヨン | ニツケル基超合金 |
-
1991
- 1991-05-17 JP JP11325591A patent/JPH04341533A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5896846A (ja) * | 1981-11-27 | 1983-06-09 | ユナイテツド・テクノロジ−ズ・コ−ポレ−シヨン | ニツケル基超合金 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016069703A (ja) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | 日立金属株式会社 | ニッケル基鋳造合金及び熱間鍛造金型 |
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