JPH06287716A - 耐酸化、耐食性の優れた耐熱合金 - Google Patents

耐酸化、耐食性の優れた耐熱合金

Info

Publication number
JPH06287716A
JPH06287716A JP7354493A JP7354493A JPH06287716A JP H06287716 A JPH06287716 A JP H06287716A JP 7354493 A JP7354493 A JP 7354493A JP 7354493 A JP7354493 A JP 7354493A JP H06287716 A JPH06287716 A JP H06287716A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
less
corrosion resistance
resistance
oxidation resistance
rare earth
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.)
Pending
Application number
JP7354493A
Other languages
English (en)
Inventor
Takehiro Oono
丈博 大野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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 Hitachi Metals Ltd filed Critical Hitachi Metals Ltd
Priority to JP7354493A priority Critical patent/JPH06287716A/ja
Publication of JPH06287716A publication Critical patent/JPH06287716A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 近年の燃料源の多様化に伴う腐食環境がます
ます厳しくなり、これらの用途に使用する部品に適した
耐酸化、耐食性の優れた耐熱合金を提供する。 【構成】 C0.05%を越え0.3%以下、Si1〜
6%、Mn2%以下、Ni20〜40%、Cr15〜3
0%を含み、Y0.1%以下、希土類元素0.1%以
下、Hf0.5%以下の1種または2種以上(ただしY
+希土類元素は0.1%以下)を含有し、残部Feなら
びに不純物からなることを特徴とする耐酸化、耐食性の
優れた耐熱合金である。さらに、必要に応じてMo,W,
Coを添加することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、500℃以上の高温に
おける酸化や、硫化物、塩化物、塩化水素ガスなどによ
る腐食環境下において優れた耐酸化、耐食性および強度
を有し、主に鋳造により製造される合金に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】前記用途に対し、強度、靭性、耐酸化、
耐食性を兼ね備えた材料としてオーステナイト系のNi
−Cr合金が通常用いられている。例えば、セメント製
造装置においてキルンから落下してくるクリンカーを冷
却するクーラープレートには主にJIS−SCH13
(C0.02〜0.50%、Si2.00%以下、Mn
2.00%以下、P0.040%以下、S0.040%
以下、Ni11.00〜14.00%、Cr24.00
〜28.00%)の鋳造品が用いられている。またゴミ
焼却炉の火格子板も鋳造品であり、一部フェライト系の
JIS−SCH2(C0.40%以下、Si2.00%
以下、Mn1.00%以下、P0.040%以下、S
0.040%以下、Ni1.00%以下、Cr25.0
0〜28.00%)も用いられているが、強度、耐摩耗
性、靭性を要求される部分には主として前述のJIS−
SCH13が用いられている。
【0003】同じくゴミ焼却炉の廃熱ボイラ管は通常熱
間および冷間加工により製造され、従来蒸気温度が最高
300℃付近であったため、炭素鋼、低合金鋼が使用さ
れてきたが、近年エネルギー利用効率向上の観点から蒸
気温度を500℃付近まで上げることが検討されてお
り、特開平4ー350149にはこのような用途に適す
るものとしてC0.05%以下,Si4%以下、Mn
2.5%以下、Cr15〜30%、Ni25〜55%、
さらにMo、N、Nb、Ti、Zr,V,Cu,Co,
W,希土類元素の1種以上を含有する高合金鋼が記載さ
れている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】近年燃料の多様化に伴
う腐食環境がますます厳しくなり、前記用途に使用され
る部品の寿命は低下してきた。特にセメント冷却装置部
品における硫化腐食や、プラスチックごみ等に起因する
ゴミ焼却炉用部品の塩化による腐食等が問題となってき
ている。そのなかでも特にセメント製造装置においてキ
ルンから落下してくるクリンカーを冷却するクーラープ
レートのように、1000℃付近の主に酸化および硫化
腐食環境下で強度、耐摩耗性が要求される部品や、ゴミ
焼却炉の火格子板等のように500〜700℃において
酸化、硫化、塩化物または塩化水素ガスによる腐食環境
下で強度および耐摩耗性を要求される部品に対する寿命
改善要求が大きい。
【0005】前記特開平4ー350149に記載の合金
はゴミ焼却炉の廃熱ボイラ管の耐食性を改善した合金で
あるが、熱間加工により製造される管でありクーラープ
レートや火格子等に要求される鋳造性および高温での強
度、耐摩耗性に対しては十分とは言えない。本発明の目
的は、主に鋳造により製造され酸化および腐食環境で用
いられる部品、特にセメント製造装置におけるクーラー
プレートや、ゴミ焼却炉の火格子板等の寿命向上のため
に、耐酸化、耐食、高温強度に優れる合金を提供するこ
とである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは前記課題を
解決するために鋭意研究を重ねた結果、SiとYの添加
が耐酸化、耐食性の向上に大きな効果があること、それ
に加え適切なNi、Moの添加が特に500℃以上の高
温における硫化腐食および/または塩化による腐食に対
する耐食性を改善すること、さらに鋳造性を確保し、高
温強度を向上させると共に高Si添加による靭性低下を
防ぐための適正なC添加量等を見いだし本発明を完成す
るに至った。
【0007】すなわち本発明の第1発明は、C0.05
%を越え0.3%以下、Si1〜6%、Mn2%以下、
Ni20〜40%、Cr15〜30%を含み、Y0.1
%以下、希土類元素0.1%以下、Hf0.5%以下の
1種または2種以上(ただしY+希土類元素は0.1%
以下)を含有し、残部Feならびに不純物からなること
を特徴とする耐酸化、耐食性の優れた耐熱合金である。
本発明の第2発明は、C0.05%を越え0.3%以
下、Si1〜6%、Mn2%以下、Ni20〜40%、
Cr15〜30%を含み、Mo5%以下、W10%以下
の1種または2種をMo+1/2Wで5%以下、さらに
Y0.1%以下、希土類元素0.1%以下、Hf0.5
%以下の1種または2種以上(ただしY+希土類元素は
0.1%以下)を含有し、残部Feならびに不純物から
なることを特徴とする耐酸化、耐食性の優れた耐熱合金
である。
【0008】本発明の第3発明は、C0.05%を越え
0.3%以下、Si1〜6%、Mn2%以下、Ni20
〜40%、Cr15〜30%、Co20%以下を含み、
Y0.1%以下、希土類元素0.1%以下、Hf0.5
%以下の1種または2種以上(ただしY+希土類元素は
0.1%以下)を含有し、残部Feならびに不純物から
なることを特徴とする耐酸化、耐食性の優れた耐熱合金
である。本発明の第4発明は、C0.05%を越え0.
3%以下、Si1〜6%、Mn2%以下、Ni20〜4
0%、Cr15〜30%、Co20%以下を含み、Mo
5%以下、W10%以下の1種または2種をMo+1/
2Wで5%以下、さらにY0.1%以下、希土類元素
0.1%以下、Hf0.5%以下の1種または2種以上
(ただしY+希土類元素は0.1%以下)を含有し、残
部Feならびに不純物からなることを特徴とする耐酸
化、耐食性の優れた耐熱合金である。
【0009】望ましくは、C0.05%を越え0.15
%以下、Si2〜4%、Mn1%以下、Ni25〜35
%、Cr18〜25%、Mo1〜3%、Y0.1%以下
を含み、残部Feおよび不純物からなることを特徴とす
る耐酸化、耐食性の優れた耐熱合金である。
【0010】
【作用】Cは、オーステナイトマトリックスに固溶およ
び炭化物を形成して高温強度を高める作用を有すると共
に、溶湯の流動性を改善して鋳造性を向上させる作用も
持つ。そのため本発明のように、主に鋳造で製造され高
温での強度と耐摩耗性が要求される場合には0.05%
を越えて添加することが必要である。しかしながら、過
度に添加すると主にCr炭化物を形成することにより腐
食を助長すると共に粗大な炭化物が靭性を阻害する。特
にSi量が高い場合、C量の増加は靭性の低下を招きや
すい。そのためCは0.05%を越え0.3%以下に限
定した。好ましくは0.05%を越え0.15%以下で
ある。
【0011】Siは本発明に置ける重要な成分の一つで
あり、耐酸化性および耐食性の向上に大きな効果を持つ
元素である。さらに溶湯の流動性を改善して鋳造性を向
上させる作用も持つ。その含有量は1%未満では前記効
果が不十分であり、また6%を越えると靭性の低下が著
しくなるので、1〜6%に規定した。望ましくは2〜4
%である。Mnは、Niと共にオーステナイトマトリッ
クスに固溶してオーステナイトを安定化する作用を持つ
と共に脱酸剤としても作用するので若干量は添加する必
要があるが過度に添加すると耐酸化性を劣化させるので
2%以下に限定する。好ましくは1%以下である。
【0012】Niは、オーステナイトマトリックスを安
定化させ耐酸化性を向上させる作用を持つと共に、塩化
物共存下における腐食環境での耐食性を増大させる。た
だし過度の添加は硫化物存在下における腐食環境での耐
食性を劣化させると共にコストの増大を招く。従ってN
iは20〜40%に限定する。好ましくは25〜35%
である。Crは、耐酸化性の向上および腐食環境下での
耐食性の向上に大きな効果を持つ元素である。そのため
に最低15%を必要とするが、過度に添加するとオース
テナイトを不安定にし、体心立方晶クロム固溶体あるい
は金属間化合物を晶出あるいは析出し、高温強度および
耐酸化、耐食性を逆に劣化させるので、15〜30%に
限定する。望ましくは18〜25%である。
【0013】Moはオーステナイトマトリックスに固溶
して強度を増大させると共に塩化物共存下における腐食
環境下での耐食性改善に有効な元素であるため、必要に
応じて添加する。過度に添加すると耐酸化性を劣化させ
ると共に靭性も低下させるので、5%以下に限定する。
好ましくは1〜3%である。WもMoと同様にオーステ
ナイトマトリックスに固溶して強度を増大させる作用を
有すので、必要に応じて添加することができる。過度に
添加すると耐酸化性を劣化させると共に靭性も低下させ
るので、10%以下に限定する。さらにMoおよびW
は、複合で多量添加した場合の特性の低下を防ぐために
Mo+1/2Wで5%以下に限定する。なお、塩化物共
存下における腐食環境下での耐食性を重視する場合には
Moの添加が有効であり、強度および高温での耐酸化性
を重視する場合にはWの添加が有効である。
【0014】Y、希土類元素、Hfは本発明における重
要な元素の一つであり、耐酸化性、耐食性の向上に大き
な効果を持つ。しかし過度に添加すると合金の融点を低
め強度を低下させるのでY、希土類元素の場合0.1%
以下に、Hfの場合0.5%以下に限定する。Yは本発
明の場合、他の希土類元素に比べて融点を低下させる度
合いが少ないので特に好ましい元素である。Coは高温
強度を向上させる作用を持つが、20%を越えるとその
作用が飽和すると共に、効果な元素であるためコストの
増大を招く。従ってCoは20%以下に限定する。
【0015】なお本発明においては、次に示す元素は本
合金の特性を特に変化させない範囲で添加できるが、そ
の範囲は以下の通りである。 Ti,Nb≦2% Zr≦0.5% Al≦1%
B≦0.01% N≦0.5% Ca≦0.05%
【0016】
【実施例】大気高周波誘導溶解炉にて、本発明合金、従
来合金、比較合金を溶製し、10Kgのインゴットに鋳
造した。これらインゴットの化学成分を表1に示す。こ
れらのインゴットから試料を切り出し、常温および80
0℃における引っ張り試験、耐酸化試験(大気中125
0℃×16Hr加熱後空冷のサイクルを10回繰り返
し、酸化減量を測定)、耐食試験(Na2SO460%+
NaCl40%の合成灰を試験片の凹部に入れ、800
℃×20Hr加熱した後の試験片断面の腐食深さを測
定)を行った。これらの試験結果を表2に示す。
【0017】
【表1】
【0018】
【表2】
【0019】表1、2からわかるように本発明合金はい
ずれも優れた引っ張り強度、引っ張り伸び、耐酸化性、
耐食性を有している。一方、比較合金1はY,希土類元
素、Hfを含まないため耐酸化性および耐食性が劣って
いる。また比較合金2はSiが低いため同様に耐酸化
性、耐食性が劣っている。比較合金3は,Siが高すぎ
るために引っ張り伸びが低い。比較合金4はNiが低い
ため耐食性が劣っている。比較合金5はCが低いため、
強度が低い。従来合金SCH13は耐酸化性、耐食性と
も本発明合金より劣っている。
【0020】
【発明の効果】以上述べたように、本発明合金は優れた
耐酸化、耐食性を有し、かつ高温強度も高いので、種々
の部品に適用して寿命の向上を図ることが可能である。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 C0.05%を越え0.3%以下、Si
    1〜6%、Mn2%以下、Ni20〜40%、Cr15
    〜30%を含み、Y0.1%以下、希土類元素0.1%
    以下、Hf0.5%以下の1種または2種以上(ただし
    Y+希土類元素は0.1%以下)を含有し、残部Feな
    らびに不純物からなることを特徴とする耐酸化、耐食性
    の優れた耐熱合金。
  2. 【請求項2】 C0.05%を越え0.3%以下、Si
    1〜6%、Mn2%以下、Ni20〜40%、Cr15
    〜30%を含み、Mo5%以下、W10%以下の1種ま
    たは2種をMo+1/2Wで5%以下、さらにY0.1
    %以下、希土類元素0.1%以下、Hf0.5%以下の
    1種または2種以上(ただしY+希土類元素は0.1%
    以下)を含有し、残部Feならびに不純物からなること
    を特徴とする耐酸化、耐食性の優れた耐熱合金。
  3. 【請求項3】 C0.05%を越え0.3%以下、Si
    1〜6%、Mn2%以下、Ni20〜40%、Cr15
    〜30%、Co20%以下を含み、Y0.1%以下、希
    土類元素0.1%以下、Hf0.5%以下の1種または
    2種以上(ただしY+希土類元素は0.1%以下)を含
    有し、残部Feならびに不純物からなることを特徴とす
    る耐酸化、耐食性の優れた耐熱合金。
  4. 【請求項4】 C0.05%を越え0.3%以下、Si
    1〜6%、Mn2%以下、Ni20〜40%、Cr15
    〜30%、Co20%以下を含み、Mo5%以下、W1
    0%以下の1種または2種以上をMo+1/2Wで5%
    以下、さらにY0.1%以下、希土類元素0.1%以
    下、Hf0.5%以下の1種または2種以上(ただしY
    +希土類元素は0.1%以下)を含有し、残部Feなら
    びに不純物からなることを特徴とする耐酸化、耐食性の
    優れた耐熱合金。
  5. 【請求項5】 C0.05%を越え0.15%以下、S
    i2〜4%、Mn1%以下、Ni25〜35%、Cr1
    8〜25%、Mo1〜3%、Y0.1%以下を含有し、
    残部Feおよび不純物からなることを特徴とする耐酸
    化、耐食性の優れた耐熱合金。
JP7354493A 1993-03-31 1993-03-31 耐酸化、耐食性の優れた耐熱合金 Pending JPH06287716A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7354493A JPH06287716A (ja) 1993-03-31 1993-03-31 耐酸化、耐食性の優れた耐熱合金

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7354493A JPH06287716A (ja) 1993-03-31 1993-03-31 耐酸化、耐食性の優れた耐熱合金

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06287716A true JPH06287716A (ja) 1994-10-11

Family

ID=13521291

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7354493A Pending JPH06287716A (ja) 1993-03-31 1993-03-31 耐酸化、耐食性の優れた耐熱合金

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06287716A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008274340A (ja) * 2007-04-27 2008-11-13 Japan Atomic Energy Agency 耐硝酸腐食性に優れたNi基合金及びその製造方法
CN109778048A (zh) * 2019-01-30 2019-05-21 江苏飞跃机泵集团有限公司 一种高硬度、耐蚀的Ni-Cr-Fe合金及其制备方法
JP2021025081A (ja) * 2019-08-02 2021-02-22 新報国製鉄株式会社 オーステナイト・ステンレス鋼鋳物

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008274340A (ja) * 2007-04-27 2008-11-13 Japan Atomic Energy Agency 耐硝酸腐食性に優れたNi基合金及びその製造方法
CN109778048A (zh) * 2019-01-30 2019-05-21 江苏飞跃机泵集团有限公司 一种高硬度、耐蚀的Ni-Cr-Fe合金及其制备方法
JP2021025081A (ja) * 2019-08-02 2021-02-22 新報国製鉄株式会社 オーステナイト・ステンレス鋼鋳物

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3969109A (en) Oxidation and sulfidation resistant austenitic stainless steel
EP0016225B1 (en) Use of an austenitic steel in oxidizing conditions at high temperature
JP5959635B2 (ja) クロム蒸発速度が僅かであり、かつ耐熱性が向上した、熱に強い鉄−クロム−アルミニウム合金
US7754305B2 (en) High Mn austenitic stainless steel
US5980821A (en) Austenitic nickel-chromium-iron alloy
JPH03274245A (ja) 低温靭性,溶接性および耐熱性に優れたフエライト系耐熱用ステンレス鋼
JP3168158B2 (ja) ぬれ性・耐食性に優れたNi基耐熱ろう材
JP4742314B2 (ja) 耐熱鋳鋼、焼却炉及び焼却炉の火格子
JP7479472B2 (ja) 加工性、クリープ強度および耐食性に優れたニッケル-クロム-アルミニウム合金およびその使用
JPH06287716A (ja) 耐酸化、耐食性の優れた耐熱合金
JPS58117848A (ja) 燃焼雰囲気ですぐれた高温耐食性および高温耐酸化性を示す高強度ni基鋳造合金
US4119456A (en) High-strength cast heat-resistant alloy
JP3960832B2 (ja) 高耐食性耐熱鋳鋼
JP4067975B2 (ja) 高温耐食性にすぐれる耐熱合金
US3784373A (en) Austenitic stainless steel
JPS59193242A (ja) 高珪素球状黒鉛鋳鉄
JPH10183305A (ja) 高強度耐食耐熱合金
JP2923130B2 (ja) 高耐食耐摩耗鋳鋼
JPH09263865A (ja) 高温耐食性に優れたごみ焼却排ガス利用廃熱ボイラの伝熱管
JP2000256797A (ja) 高温酸化特性を改善した高Mnオーステナイト系ステンレス鋼材
JP3332771B2 (ja) ごみ焼却装置用耐食耐熱Ni基鋳造合金
JPS59229470A (ja) 高靭性Fe−Cr−Ni系鋳造耐熱合金
JPH09263899A (ja) 高温耐食性に優れたごみ焼却排ガス利用廃熱ボイラの伝熱管
JPH09272934A (ja) 高温耐食性に優れたごみ焼却排ガス利用廃熱ボイラの伝熱管
JPH09256091A (ja) 高温耐食性に優れたごみ焼却排ガス利用廃熱ボイラの伝熱管