JPS6254389B2

JPS6254389B2 -

Info

Publication number: JPS6254389B2
Application number: JP16156083A
Authority: JP
Inventors: Junya Ooe; Saburo Wakita
Original assignee: Asahi Fiber Glass Co Ltd; Asahi Glass Co Ltd; Mitsubishi Metal Corp
Current assignee: Asahi Fiber Glass Co Ltd; Mitsubishi Metal Corp; AGC Inc
Priority date: 1983-09-02
Filing date: 1983-09-02
Publication date: 1987-11-14
Also published as: JPS6052545A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、すぐれた高温耐酸化性および高温
強度を有し、特に耐溶融ガラス侵食性にすぐれ、
したがつてガラス繊維成形スピナーなどの溶融ガ
ラス接触部材として用いた場合にすぐれた性能を
長期に亘つて発揮するCo基耐熱合金に関するも
のである。一般に、ガラス繊維は、スピナー内に1000℃程
度に加熱した溶融ガラスを装入し、このスピナー
を1700r.p.m.程度の回転数で高速回転して、前記
スピナーの側壁にそつて放射状に穿設した多数の
細孔から溶融ガラスを遠心力にて噴出させること
によつて成形されるものであるため、前記スピナ
ーには、高温耐酸化性、高温強度、特に高温クリ
ープラプチヤー強度、および耐溶融ガラス侵食性
を具備することが要求される。従来、このガラス繊維成形用スピナーの製造に
使用される。代表的合金として、重量％、28％
Cr−13％Ni−10％Ｗ−1.5％Ta−Coからなる組成
をもつたCo基耐熱合金があるが、この従来Co基
耐熱合金は、特に耐溶融ガラス侵食性が不十分で
あるために、比較的早期に、スピナー側壁の細孔
の孔径が許容限度以上に大きくなつてしまい、使
用寿命に至るものであつた。そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、高温耐酸化性、高温強度（高温クリープラプ
チヤー強度）、および耐溶融ガラス侵食性を具備
した合金を開発すべく研究を行なつた結果、重量
％で、Ｃ：0.1〜１％、 Si：0.1〜２％、 Cr：25.5〜40％、 Ni：５〜15％、ＷおよびMoのうちの１種または２種：２〜12
％、 Hf：0.5〜５％、を含有し、さらに必要に応じて、 Mn：0.05〜１％、 TaおよびNbのうちの１種または２種：0.5〜３
％、ＢおよびZrのうちの１種または２種：0.005〜0.1
％、からなる群のうちの１種または２種以上を含有
し、残りがCoと不可避不純物からなる組成を有
するCo基合金は、すぐれた高温耐酸化性および
高温強度（高温クリープラプチヤー強度）を有す
るばかりでなく、すぐれた耐溶融ガラス侵食性を
具備し、したがつて、このCo基耐熱合金を、特
にガラス繊維成形用スピナーのなどの溶融ガラス
接触部材の製造に用いた場合、この結果の部材は
きわめて長期に亘つてすぐれた性能を発揮すると
いう知見を得たのである。この発明は、上記知見にもとづいてなされたも
のであつて、以下に成分組成範囲を上記の通りに
限定した理由を説明する。 (a) ＣＣ成分には、素地に固溶するほか、Cr、
Ｗ、Mo、およびHf、さらにTa、Nbなどと結
合して炭化物を形成し、もつて結晶粒内および
結晶粒界を強化すると共に、高温強度を向上さ
せ、さらに溶接性および鋳造性を改善する作用
があるが、その含有量が0.1％未満では前記作
用に所望の効果が得られず、一方１％を越えて
含有させると靭性が劣化するようになることか
ら、その含有量を0.1〜１％と定めた。 (b) Si Si成分は、脱酸作用をもつほか、溶湯の流動
性を向上させ、さらに高温耐酸化性を向上させ
る作用をもつが、その含有量が0.1％未満では
前記作用に所望の効果が得られず、一方２％を
越えて含有させると、靭性および溶接性が劣化
するようになることから、その含有量を0.1〜
２％と定めた。 (c) Cr Cr成分は、すぐれた高温耐酸化性を確保す
る上で不可欠なオーステナイト構成成分である
が、その含有量が25.5％未満では所望のすぐれ
た高温耐酸化性を確保することができず、一方
40％を越えて含有させると高温強度および靭性
が急激に低下するようになることから、その含
有量を25.5〜40％と定めた。 (d) Ni Ni成分には、Crとの共存において高温強度
を向上させ、さらにオーステナイト素地を構成
して、これを良く安定化し、かつ加工性を向上
させる作用があるが、その含有量が５％未満で
は前記作用に所望の効果が得られず、一方15％
を越えて含有させてもより一層の向上効果は現
われないことから、その含有量を５〜15％と定
めた。 (e) ＷおよびMo これらの成分には、Ｃと結合して高融点炭化
物であるMC型炭化物を形成し、一方M₇C₃型や
M₂₃C₆型低融点炭化物の形成を抑制し、もつて
高温強度を向上させると共に、オーステナイト
素地に固溶して、これを強化する作用がある
が、その含有量が２％未満では前記作用に所望
の効果が得られず、一方12％を越えて含有させ
ると、高温耐酸化性が急激に劣化するようにな
るばかりでなく、靭性劣化の原因となるσ相な
どの金属間化合物が形成されるようになること
から、その含有量を２〜12％と定めた。 (f) Hf Hf成分には、MC型あるいはM₇C₃型の共晶
炭化物を形成することなく、高融点炭化物であ
るMC型の初晶炭化物を形成して、高温耐酸化
性および高温強度を向上させ、さらに一段と耐
溶融ガラス侵食性を向上させる作用があるが、
その含有量が0.5％未満では前記作用に所望の
効果が得られず、一方５％を越えて含有させて
も前記作用により一層の向上効果は得られず、
経済性を考慮して、その含有量を0.5〜５％と
定めた。 (g) Mn Mn成分は、強力な脱酸作用をもつほか、オ
ーステナイト素地に固溶して、これを安定化
し、かつ靭性を向上させる作用をもつので、こ
れらの特性が要求される場合に必要に応じて含
有されるが、その含有量が0.05％未満では前記
作用に所望の効果が得られず、一方１％を越え
て含有させると、高温耐酸化性に劣化傾向が現
われるようになることから、その含有量を0.05
〜１％と定めた。 (h) TaおよびNb これらの成分には、Hfとの共存において、
高融点炭化物であるMC型の初晶複合炭化物を
形成して、高温耐酸化性および高温強度を一段
と向上させ、さらに耐溶融ガラス侵食性も向上
させる作用があるので、特にこれらの特性が要
求される場合に必要に応じて含有されるが、そ
の含有量が0.5％未満では前記作用に所望の向
上効果が得られず、一方３％を越えて含有させ
てもより一層の向上効果は現われないことか
ら、その含有量を0.5〜３％と定めた。 (i) ＢおよびZr これらの成分には、結晶粒界を強化して合金
の高温強度を一段と向上させる作用があるの
で、必要に応じて含有されるが、その含有量が
0.005％未満では所望の高温強度向上効果が得
られず、一方0.1％を越えて含有させると、靭
性が低下するようになることから、その含有量
を0.005〜0.1％と定めた。なお、この発明のCo基耐熱合金における不
可避不純物のうち、特にFeに関しては、３％
まで含有しても合金特性が何ら損なわれること
がないので経済性を考慮して３％までの範囲で
積極的に含有させる場合がある。つぎに、この発明のCo基耐熱合金を実施例に
より具体的に説明する。実施例通常の溶解法によりそれぞれ第１表に示される
成分組成をもつた本発明Co基耐熱合金１〜34お
よび比較Co基耐熱合金１〜11を溶製し、ロスト
ワツクス精密鋳造法を用いて、平行部外径：７mm
φ×平行部長さ：50mm×チヤツク部外径：25mmφ
×全長：90mmの寸法をもつた試験片素材に鋳造し
た。ついで、この試験片素材より、高温強度を評
価する目的でクリープラプチヤー試験片を削り出
し、この試験片を用い、雰囲気：大気中、加熱温
度：1100℃、付加荷重応力：3.5Kg／mm²の条件で
クリープラプチヤー試験を行ない、破断寿命を測
定した。また、上記クリープラプチヤー試験後の試験片
のチヤツク部から直径：10mmφ×高さ：10mmの寸
法をもつた試験片を切出し、この試験片を用い、
大気中、温度：1100℃に10時間保持後、脱スケー
ルを１サイクルとし、10サイクルを行なつた後の
酸化減量を測定する高温耐酸化性試験を行なつ
た。さらに、耐溶融ガラス侵食性を評価する目的
で、上記の試験片素材より浸漬部寸法が直径：６
mmφ×長さ：16mmとなる試験片を切出し、この試
験

【表】

【表】片を、温度：1120℃の溶融ガラス中に120時間浸
漬の溶融ガラス浸漬試験を行ない、試験後の腐食
減量の割合を測定した。これらの測定結果を第１
表に合せて示した。第１表に示される結果から、本発明Co基耐熱
合金１〜34は、いずれもすぐれた高温強度、高温
耐酸化性、および耐溶融ガラス侵食性を具備して
いるのに対して、比較Co基耐熱合金１〜11に見
られるように、構成成分のうちのいずれかの成分
含有量（第１表に※印を付したもの）がこの発明
の範囲から外れると、前記の特性のうちの少なく
ともいずれかの特性が劣つたものになることが明
らかである。上述のように、この発明のCo基耐熱合金は、
すぐれた高温強度および高温耐酸化性を有し、か
つ耐溶融ガラス侵食性にもすぐれているので、特
にこれらの特性が要求されるガラス繊維成形用ス
ピナーなどの溶融ガラス接触部材の製造に用いた
場合には、著しく長期に亘つてすぐれた性能を発
揮するのである。

Claims

【特許請求の範囲】１Ｃ：0.1〜１％、 Si：0.1〜２％、 Cr：25.5〜40％、 Ni：５〜15％、ＷおよびMoのうちの１種または２種：２〜12
％、 Hf：0.5〜５％、を含有し、残りがCoと不可避不純物からなる組
成（以上重量％）を有することを特徴とする溶融
ガラス接触部材用Co基耐熱合金。２Ｃ：0.1〜１％、 Si：0.1〜２％、 Cr：25.5〜40％、 Ni：５〜15％、ＷおよびMoのうちの１種または２種：２〜12
％、 Hf：0.5〜５％、を含有し、さらに Mn：0.05〜１％、を含有し、残りがCoと不可避不純物からなる組
成（以上重量％）を有することを特徴とする溶融
ガラス接触部材用Co基耐熱合金。３Ｃ：0.1〜１％、 Si：0.1〜２％、 Cr：25.5〜40％、 Ni：５〜15％、ＷおよびMoのうちの１種または２種：２〜12
％、 Hf：0.5〜５％、を含有し、さらに、 TaおよびNbのうちの１種または２種：0.5〜３
％、を含有し、残りがCoと不可避不純物からなる組
成（以上重量％）を有することを特徴とする溶融
ガラス接触部材用Co基耐熱合金。４Ｃ：0.1〜１％、 Si：0.1〜２％、 Cr：25.5〜40％、 Ni：５〜15％、ＷおよびMoのうちの１種または２種：２〜12
％、 Hf：0.5〜５％、を含有し、さらに、ＢおよびZrのうちの１種または２種：0.005〜0.1
％、を含有し、残りがCoと不可避不純物からなる組
成（以上重量％）を有することを特徴とする溶融
ガラス接触部材用Co基耐熱合金。５Ｃ：0.1〜１％、 Si：0.1〜２％、 Cr：25.5〜40％、 Ni：５〜15％、ＷおよびMoのうちの１種または２種：２〜12
％、 Hf：0.5〜５％、を含有し、さらに、 Mn：0.05〜１％、 TaおよびNbのうちの１種または２種：0.5〜３
％、を含有し、残りがCoと不可避不純物からなる組
成（以上重量％）を有することを特徴とする溶融
ガラス接触部材用Co基耐熱合金。６Ｃ：0.1〜１％、 Si：0.1〜２％、 Cr：25.5〜40％、 Ni：５〜15％、ＷおよびMoのうちの１種または２種：２〜12
％、 Hf：0.5〜５％、を含有し、さらに、 Mn：0.05〜１％、ＢおよびZrのうちの１種または２種：0.005〜0.1
％、を含有し、残りがCoと不可避不純物からなる組
成（以上重量％）を有することを特徴とする溶融
ガラス接触部材用Co基耐熱合金。７Ｃ：0.1〜１％、 Si：0.1〜２％、 Cr：25.5〜40％、 Ni：５〜15％、ＷおよびMoのうちの１種または２種：２〜12
％、 Hf：0.5〜５％、を含有し、さらに、 TaおよびNbのうちの１種または２種：0.5〜３
％、ＢおよびZrのうちの１種または２種：0.005〜0.1
％、を含有し、残りがCoと不可避不純物からなる組
成（以上重量％）を有することを特徴とする溶融
ガラス接触部材用Co基耐熱合金。８Ｃ：0.1〜１％、 Si：0.1〜２％、 Cr：25.5〜40％、 Ni：５〜15％、ＷおよびMoのうちの１種または２種：２〜12
％、 Hf：0.5〜５％、を含有し、さらに、 Mn：0.05〜１％、 TaおよびNbのうちの１種または２種：0.5〜３
％、ＢおよびZrのうちの１種または２種：0.005〜0.1
％、を含有し、残りがCoと不可避不純物からなる組
成（以上重量％）を有することを特徴とする溶融
ガラス接触部材用Co基耐熱合金。