JPH0320433A - 高い酸化抵抗性および高い耐熱性を有する熱間加工性のあるオーステナイトのニッケル―クロム―鉄合金 - Google Patents
高い酸化抵抗性および高い耐熱性を有する熱間加工性のあるオーステナイトのニッケル―クロム―鉄合金Info
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- JPH0320433A JPH0320433A JP2055164A JP5516490A JPH0320433A JP H0320433 A JPH0320433 A JP H0320433A JP 2055164 A JP2055164 A JP 2055164A JP 5516490 A JP5516490 A JP 5516490A JP H0320433 A JPH0320433 A JP H0320433A
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- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
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- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
-
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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
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、非常に高い酸化抵抗性および熱的強度を有す
る熱変形可能なオーステナイトのニッケル−クロム−鉄
合金に関する。
る熱変形可能なオーステナイトのニッケル−クロム−鉄
合金に関する。
このような合金は、加熱導体一抵抗体のためのワイヤー
および帯の製造に、炉内の支持システムの製造に、なら
びに炉部材に、および増加した体積でコアリアクタ−（
ｃｏｒｅ ｒｅａｃｔｏｒ）に使用される。
および帯の製造に、炉内の支持システムの製造に、なら
びに炉部材に、および増加した体積でコアリアクタ−（
ｃｏｒｅ ｒｅａｃｔｏｒ）に使用される。
炉の支持システムのための合金は、例えば、ドイツ国特
許公報ＤＨ−ＰＳ３．０３７．２０９号に開示されてお
り、そして次の組戒を有する： ８〜２５％のクロム、 ２．５〜８％のアル稟ニウム、 ０． ０ ０ ５〜０．０４％のイットリウム、１５％
以下のひとつ又は複数の元素ＭＯ、Ｒｈ、Ｈｆ，Ｗ，Ｔ
ａおよびＮｂ， ０．５％以下のひとつ又は複数の元素Ｃ，Ｂ，Ｍｇ，Ｚ
ｒおよびＣａ、 １％以下のＳｉ、２％以下のＭｎ、２０％以下のＣｏ，
５％以下のＴｉ，３０％以下のＦｅ，および残部のＮｉ
や これにより、まず第１に、高度に付着性のアルミニウム
酸化物層が得られ、これは酸素含有雰囲気中でｌ０９３
゜Ｃにおいて予備酸化することによって形威されるのが
好ましい。しかしながら、２．５〜８％のアルミニウム
含有量は、この合金において、好ましくは６００〜８０
０゜Ｃのの範囲の温度において、強いＴ′一分離（析出
）を生威する．これは材料の強い延性の減少と関連し、
そしてしばしば加熱冷却の工程で、この温度範囲を通過
する炉において、材料の損傷に導くことがある。
許公報ＤＨ−ＰＳ３．０３７．２０９号に開示されてお
り、そして次の組戒を有する： ８〜２５％のクロム、 ２．５〜８％のアル稟ニウム、 ０． ０ ０ ５〜０．０４％のイットリウム、１５％
以下のひとつ又は複数の元素ＭＯ、Ｒｈ、Ｈｆ，Ｗ，Ｔ
ａおよびＮｂ， ０．５％以下のひとつ又は複数の元素Ｃ，Ｂ，Ｍｇ，Ｚ
ｒおよびＣａ、 １％以下のＳｉ、２％以下のＭｎ、２０％以下のＣｏ，
５％以下のＴｉ，３０％以下のＦｅ，および残部のＮｉ
や これにより、まず第１に、高度に付着性のアルミニウム
酸化物層が得られ、これは酸素含有雰囲気中でｌ０９３
゜Ｃにおいて予備酸化することによって形威されるのが
好ましい。しかしながら、２．５〜８％のアルミニウム
含有量は、この合金において、好ましくは６００〜８０
０゜Ｃのの範囲の温度において、強いＴ′一分離（析出
）を生威する．これは材料の強い延性の減少と関連し、
そしてしばしば加熱冷却の工程で、この温度範囲を通過
する炉において、材料の損傷に導くことがある。
そのうえ、２．５〜８％のアルミニウム含有量は、８〜
２５％のクロム含有量において、ＮｉＣｒＡ１ − 合
金におけるもっぱらアルミニウム酸化物を形或するため
に十分である。さらに、アルミニウム酸化物、クロム酸
化物、混合酸化物および内部の酸化の形戒のために、殊
に温度サイクル負荷において純粋なクロム酸化物よりも
悪化した保護作用を招く方法が使用される。
２５％のクロム含有量において、ＮｉＣｒＡ１ − 合
金におけるもっぱらアルミニウム酸化物を形或するため
に十分である。さらに、アルミニウム酸化物、クロム酸
化物、混合酸化物および内部の酸化の形戒のために、殊
に温度サイクル負荷において純粋なクロム酸化物よりも
悪化した保護作用を招く方法が使用される。
他の耐熱性および高度に熱変形可能な合金が、米国特許
第３．８６５．５８１号に開示されており、そして次の
組成を有する： ０．０１−０．５％のＣ、 ０．０１〜２％のＳｉ， ０．０１〜３％のＭｎ、 ２２〜８０％のＮｉ ， ｌＯ〜４０％のＣｒ， ０． ０ ０ ０ ５〜０．２０％のＢおよび／または
０．ＯＯｌ〜６％のＺｒならびに ０．００１〜０．５％のＣｅおよび／または０．００１
〜０．２％のＭｇおよび／または０．ＯＯｌ〜１％のＢ
ｅ，および 残部の鉄。
第３．８６５．５８１号に開示されており、そして次の
組成を有する： ０．０１−０．５％のＣ、 ０．０１〜２％のＳｉ， ０．０１〜３％のＭｎ、 ２２〜８０％のＮｉ ， ｌＯ〜４０％のＣｒ， ０． ０ ０ ０ ５〜０．２０％のＢおよび／または
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〜０．２％のＭｇおよび／または０．ＯＯｌ〜１％のＢ
ｅ，および 残部の鉄。
この特許の特許請求の範囲第２項に従い、合金はＴｉ
，ＡＩおよびＹをも含有することができる。
，ＡＩおよびＹをも含有することができる。
ＢＳＺｒ．．Ｃｅ，ＭｇおよびＢｅの少量の添加により
、１０５０−１３００゜Ｃにおける効果的に過度のねじ
れの数はかなり増加し、したがってそれは熱変形可能性
の改良に直接関係づけることができる。
、１０５０−１３００゜Ｃにおける効果的に過度のねじ
れの数はかなり増加し、したがってそれは熱変形可能性
の改良に直接関係づけることができる。
この合金において、短時間のねじれ試験において検出さ
れる熱変形可能性の改良は、長時間特性の負荷、例えば
、酸化強さに導くという欠点として考えられた。それゆ
え、例えば、ＢＳＭｇは、熱サイクルの酸化の間の酸化
物層の変性により、材料の酸化性質を悪化することが知
られている。セリウムの正の作用（ｐｏｓｉｔｉｖｅ
ａｃｔｉｏｎ）は、低融点の共晶の形威により１２００
゜Ｃ以上の温度において失われる。熱変形可能性の改良
のためにジルコニウムが安定した炭化物として存在する
とき、酸化強さへのジルコニウムの正の影響は中和され
る。そのうえ、粗く分離したジルコニウム炭化物が調節
されないジルコニウムおよび炭素の混合物により形威さ
れるとき、熱変形可能性の性質へのジルコニウムの正の
影響を逆転することができる。
れる熱変形可能性の改良は、長時間特性の負荷、例えば
、酸化強さに導くという欠点として考えられた。それゆ
え、例えば、ＢＳＭｇは、熱サイクルの酸化の間の酸化
物層の変性により、材料の酸化性質を悪化することが知
られている。セリウムの正の作用（ｐｏｓｉｔｉｖｅ
ａｃｔｉｏｎ）は、低融点の共晶の形威により１２００
゜Ｃ以上の温度において失われる。熱変形可能性の改良
のためにジルコニウムが安定した炭化物として存在する
とき、酸化強さへのジルコニウムの正の影響は中和され
る。そのうえ、粗く分離したジルコニウム炭化物が調節
されないジルコニウムおよび炭素の混合物により形威さ
れるとき、熱変形可能性の性質へのジルコニウムの正の
影響を逆転することができる。
最後に、ＤＩＮ（材料Ｎｏ． ２．４８６７）は次の組
戒を有する合金を開示している： 最大０．１５％の０１ 最大０． ３％のＡＩ ， １４〜１９％のＣｒ， 最大０．５％のＣｕ、 １９〜２５％のＦｅ、 最大２．０％のＭｎ、 ０． ５ ２． ０％のＳｔおよび 少なくとも５９％のＮｉ（１％のＣｏを含む）。
戒を有する合金を開示している： 最大０．１５％の０１ 最大０． ３％のＡＩ ， １４〜１９％のＣｒ， 最大０．５％のＣｕ、 １９〜２５％のＦｅ、 最大２．０％のＭｎ、 ０． ５ ２． ０％のＳｔおよび 少なくとも５９％のＮｉ（１％のＣｏを含む）。
この合金は、熱伝導体および電気抵抗体の製造のための
ワイヤーおよび帯の形態で製造される。
ワイヤーおよび帯の形態で製造される。
それは次の組成をもって製造されて販売される．０．０
８までのＣ１ ０． １− ０． ２％のＡＩ ， １ ４． ０ 〜１ ６． ０％のＣｒ，０． ５％ま
でのＣｕ， １ ９． ０ 〜２ ３． ０％のＦｅ，０． １〜０
． ８％のＭｎ， １．１〜１．６％のＳｉ１ ０．００１〜０．０４％のＣａ ， ０．０５％のＮ， ０．０１％のＳ， ０．０１５％のＰ１ ０．０１〜０．０４％のセリウム混合金属としてランタ
ニド、および 残部のニッケル。
８までのＣ１ ０． １− ０． ２％のＡＩ ， １ ４． ０ 〜１ ６． ０％のＣｒ，０． ５％ま
でのＣｕ， １ ９． ０ 〜２ ３． ０％のＦｅ，０． １〜０
． ８％のＭｎ， １．１〜１．６％のＳｉ１ ０．００１〜０．０４％のＣａ ， ０．０５％のＮ， ０．０１％のＳ， ０．０１５％のＰ１ ０．０１〜０．０４％のセリウム混合金属としてランタ
ニド、および 残部のニッケル。
これらの加熱導体の合金は、ＮｉＣｒ ６０ １５と短
く識別する。それは、温度の交互負荷（後述する第ｌｂ
図に従って）の下で、一方において純粋なＮｉＣｒ一合
金ＮｉＣｒ ８０ ２０の使用寿命と、他方において鉄
ベース材料ＮｉＣｒ ３０ ２０の使用寿命との間にあ
る使用寿命を有する（参照、第２図）。そのうえ、合金
ＮｉＣｒ ６０ １５は、そのより高い融点にもかかわ
らず、純粋なＮｉＣｒ合金より低い最大使用温度を有し
、そして十分な熱的強度またはある種の用途をもたない
。
く識別する。それは、温度の交互負荷（後述する第ｌｂ
図に従って）の下で、一方において純粋なＮｉＣｒ一合
金ＮｉＣｒ ８０ ２０の使用寿命と、他方において鉄
ベース材料ＮｉＣｒ ３０ ２０の使用寿命との間にあ
る使用寿命を有する（参照、第２図）。そのうえ、合金
ＮｉＣｒ ６０ １５は、そのより高い融点にもかかわ
らず、純粋なＮｉＣｒ合金より低い最大使用温度を有し
、そして十分な熱的強度またはある種の用途をもたない
。
したがって、本発明の目的は、使用温度、使用寿命およ
び熱的強度に関して既知の合金ＮｉＣｒ ６０１５を改
良し、こうして純粋なＮｉＣｒ合金のレベルにその製造
コストを増加させないで、純粋なＮｉＣｒ合金と競合す
ることができるようにすることである。
び熱的強度に関して既知の合金ＮｉＣｒ ６０１５を改
良し、こうして純粋なＮｉＣｒ合金のレベルにその製造
コストを増加させないで、純粋なＮｉＣｒ合金と競合す
ることができるようにすることである。
これらの目的および以後明らかになる他の目的を心にと
めて、本発明の１つの特徴は、簡単に述べると、次の組
成： １７〜２５％のＦｅ， １４〜２０％のＣｒ、 ０．５〜２．０％のＳｉ、 ０．１〜２．０％のＭｎ、 ０．０４〜０．１０％のＣ、 ０．０２ 〜０．１０％のＣａ， ０．０１０〜ｏ． ｏ ｓ ｏ％のＮ１０． ０ ２
５〜０． ０ ４ ５％のＴｉ ，０．０４ 〜０．１
７％のＺｒ， ０．０３〜０．０８％のＹ１ ｏ．ｏｔｏ％以下のＳ、 ０．０１５％の以下のＰ、 各々０． １％以下のＭｏ ＳＷＳＣｏ ，各々０．０
５％のＮｂ ，Ｔａ ，ＡＩ ，Ｖ、Ｃｏ，残部のニッ
ケル、 を有し、窒素含有量が次式： Ｎ％”’ （０．１５〜０．３０）×Ｚｒ％＋（０．３
０〜０．６０）×Ｔｉ％ に従い調節されていることを特徴とする、合金にある。
めて、本発明の１つの特徴は、簡単に述べると、次の組
成： １７〜２５％のＦｅ， １４〜２０％のＣｒ、 ０．５〜２．０％のＳｉ、 ０．１〜２．０％のＭｎ、 ０．０４〜０．１０％のＣ、 ０．０２ 〜０．１０％のＣａ， ０．０１０〜ｏ． ｏ ｓ ｏ％のＮ１０． ０ ２
５〜０． ０ ４ ５％のＴｉ ，０．０４ 〜０．１
７％のＺｒ， ０．０３〜０．０８％のＹ１ ｏ．ｏｔｏ％以下のＳ、 ０．０１５％の以下のＰ、 各々０． １％以下のＭｏ ＳＷＳＣｏ ，各々０．０
５％のＮｂ ，Ｔａ ，ＡＩ ，Ｖ、Ｃｏ，残部のニッ
ケル、 を有し、窒素含有量が次式： Ｎ％”’ （０．１５〜０．３０）×Ｚｒ％＋（０．３
０〜０．６０）×Ｔｉ％ に従い調節されていることを特徴とする、合金にある。
本発明を特徴づけるものと考えられる新規な特徴は、付
加する特許請求の範囲の従属請求項に記載されている．
しかしながら、本発明は、それ自体、その構威およびそ
の実施方法の両者に関して、追加の目的およびその利点
と一緒に゛、添付図面と関連して読むとき、特定の実施
態様の次の説明から最も理解されるであろう． 〔実施例〕 本発明にしたがって、熱変形可能なオーステナイトのニ
ッケル−クロム−鉄合金を提案する。この合金は、次の
組成を有する： １７〜２５％のＦｅ， １４〜２０％のＣｒ， ０． ５〜２．０％のＳｉ、 ０． １〜２． ０％のＭｎ、 ０．０４〜０．１０％のＣ１ ０．０２ 〜０．１０％のＣａ、 ０．０１０〜ｏ． ｏ ｓ ｏ％のＮ１０． ０ ２
５〜０． ０ ４ ５％のＴｉ ，０．０４ 〜０．１
７％のＺｒ， ０．０３〜０．０８％のＹ１ ０． ０ １ ０％以下のＳ、 ０．０１５％の以下のＰ５ 各々０．１％以下のＭｏ ＳＷ，Ｃｏ、各々０．０５％
のＮｂ ，Ｔａ ，ＡＩ ，Ｖ，Ｃｕ ，残部がニッケ
ルであり、 窒素（Ｎ）含有量が次式： Ｎ％＝ （０．１５〜０．３０）×Ｚｒ％＋（０．３０
〜０．６０）×Ｔｉ％ に従い調節されていることを特徴とする。
加する特許請求の範囲の従属請求項に記載されている．
しかしながら、本発明は、それ自体、その構威およびそ
の実施方法の両者に関して、追加の目的およびその利点
と一緒に゛、添付図面と関連して読むとき、特定の実施
態様の次の説明から最も理解されるであろう． 〔実施例〕 本発明にしたがって、熱変形可能なオーステナイトのニ
ッケル−クロム−鉄合金を提案する。この合金は、次の
組成を有する： １７〜２５％のＦｅ， １４〜２０％のＣｒ， ０． ５〜２．０％のＳｉ、 ０． １〜２． ０％のＭｎ、 ０．０４〜０．１０％のＣ１ ０．０２ 〜０．１０％のＣａ、 ０．０１０〜ｏ． ｏ ｓ ｏ％のＮ１０． ０ ２
５〜０． ０ ４ ５％のＴｉ ，０．０４ 〜０．１
７％のＺｒ， ０．０３〜０．０８％のＹ１ ０． ０ １ ０％以下のＳ、 ０．０１５％の以下のＰ５ 各々０．１％以下のＭｏ ＳＷ，Ｃｏ、各々０．０５％
のＮｂ ，Ｔａ ，ＡＩ ，Ｖ，Ｃｕ ，残部がニッケ
ルであり、 窒素（Ｎ）含有量が次式： Ｎ％＝ （０．１５〜０．３０）×Ｚｒ％＋（０．３０
〜０．６０）×Ｔｉ％ に従い調節されていることを特徴とする。
商業的に入手可能なＮｔＣｒ ６０ １５を改良するた
めの広範な研究において、驚くべきことに、最大℃に限
定される従来の使用温度を、混合金属の形態で合金元素
として先行技術に従い利用されたランタニド（希土類元
素）をイットリウムで置換するときに、ほぼ５０″Ｃだ
け高めることができるとわかった。こうして材料のより
高い温度の負荷においては、合金組成をさらに狭くする
ことが好ましい。この場合の組戒は、例えば、次のとお
りである： １９〜２５％のＦｅ， １４〜２０％のＣｒ， ０．５〜２．０％のＳｉ， ０． １〜０． ４％のＭｎ、 ０．０４〜０．０８％の０１ ０．０２ 〜０．０５％のＣａ， ０．０１８〜０．０６％のＮ、 ０． ０ ３ ５〜０． ０ ４ ５％のＴｉ，０．０
６ 〜０．１０％のＺｒ， ０．０３〜０．０８％のＹ１ ０． ０ Ｏ ５％以下のＳ、 ０．０１５％以下のＰ、 各々０． １％以下のＭｏ ，Ｗ，Ｃｏ ，各々０．０
５％のＮｂ ， Ｔａ ， ＡＩ ， Ｖ．．Ｃｕ ，
残部がＮｉであり、 窒素含有量が次式： Ｎ％＝ （０．１５〜０．３０）×Ｚｒ％＋（０．３０
〜０．６０）×Ｔｉ％ に従い調節されていることを特徴とする。
めの広範な研究において、驚くべきことに、最大℃に限
定される従来の使用温度を、混合金属の形態で合金元素
として先行技術に従い利用されたランタニド（希土類元
素）をイットリウムで置換するときに、ほぼ５０″Ｃだ
け高めることができるとわかった。こうして材料のより
高い温度の負荷においては、合金組成をさらに狭くする
ことが好ましい。この場合の組戒は、例えば、次のとお
りである： １９〜２５％のＦｅ， １４〜２０％のＣｒ， ０．５〜２．０％のＳｉ， ０． １〜０． ４％のＭｎ、 ０．０４〜０．０８％の０１ ０．０２ 〜０．０５％のＣａ， ０．０１８〜０．０６％のＮ、 ０． ０ ３ ５〜０． ０ ４ ５％のＴｉ，０．０
６ 〜０．１０％のＺｒ， ０．０３〜０．０８％のＹ１ ０． ０ Ｏ ５％以下のＳ、 ０．０１５％以下のＰ、 各々０． １％以下のＭｏ ，Ｗ，Ｃｏ ，各々０．０
５％のＮｂ ， Ｔａ ， ＡＩ ， Ｖ．．Ｃｕ ，
残部がＮｉであり、 窒素含有量が次式： Ｎ％＝ （０．１５〜０．３０）×Ｚｒ％＋（０．３０
〜０．６０）×Ｔｉ％ に従い調節されていることを特徴とする。
また、このｍ威は、次の通りであることができる：
１９〜２１％のＦｅ，
１８〜２０％のＣｒ，
１．３〜１．５％のＳｉ，
０． １〜０． ４％のＭｎ，
０．０４〜０．０６％のＣ１
０．０３ 〜０．０４％のＣａ，
０．０１８〜０． ０ ４ ２％のＮ、０． ０ ３
５〜０． ０ ４ ５％のＴｉ、０．０６ 〜０．０８
％のＺｒ、 ０．０３〜０．０８％のＹ、 ０． ０ ０ ５％以下のＳ、 ０．０１５％の以下のＰ、 各々０． １％以下のＭｏ 、ＷＳＣｏ ，各々０．０
５％のＮｂ，Ｔａ，ＡＩ ＳＶＳＣｕ，残部がＮｉであ
り、 窒素含有量は次式： Ｎ％＝（０．１ ５〜０．２５）×Ｚｒ％＋（０．３０
〜０．４５）×Ｔｉ％ に従い調節されていることを特徴とする．最後に述べた
＆ｌ１威に従ってクロム含有量を上限に近い範囲に調節
することにより、高温での比較的高いクロム酸化物揮発
がよりよく補正され、そしてより狭いイオウ含有量をよ
り少なくすることは材料の表面上の酸化物の付着強度を
有意に改善するので、酸化強度（耐酸化性）および使用
寿命は増加する． 第１ａ図に概略的に示されている、水平に配置され、ら
せん状に巻かれた加熱導体１の使用寿命を試験する装置
を、ホルダー２にその端側で締結し、そして電圧源３と
接続する．この場合に、加熱導体は１２巻きで３一一の
内径をもつ５０ｓ＋ｍの長さのコイルである．加熱導体
に２分間通電し、その後２分間通電停止し、これを繰り
返した．加熱時の最高到達温度を、輻射パラメーターに
よる不接触の方法で測定し、かつ印加電圧を一定値に変
えることによって調節する． このような実験を通常温度（常温）において加熱導体の
全体燃焼（破断）まで実施し、そしてサイクル数は使用
寿命の直接の値に相当する．゛すべでの材料にとって避
けられない多少の強い酸化は、電流を伝導するために有
効な金属の断面が時間経過とともにより小さくなること
に至る．電気抵抗が相応して増加し、そして前以て決定
した最大温度は、電圧を増加したときにのみ、変更しな
いスイッチングのリズムにおいて維持することができた
．使用した試験装置は自動的に作動温度が調節さる装置
であったので、合計試験時間の期間、前以て決めた最高
温度は、加熱導体の進行する酸化から独立して全体燃焼
まで維持することができた．第１ｂ図に示す使用寿命の
試験のための装置において、ｌｍの長さの垂直に吊り下
げられた加熱導体ワイヤー４を使用した．該ワイヤーの
上端をホルダー５に綺結し、ワイヤーに可変重り６で負
荷を与えかつ電源７に接続した．この装置において、厚
さ０．４０の加熱ワイヤーに２分間通電し、その後２分
間通電停止し、これを繰り返した．ここでまた、第１ａ
図の装置におけるように、最高到達温度を不接触の方法
で測定し、かつ一定値に！ｌ！！節した． 第２図は先行技術での異なるニッケルークロム材料にお
ける単なる定性的比較のみを示し、一方、第３図は、１
１５０℃に設定した最高温度における第ｌａ図の装置を
使用して測定した本発明材料の使用寿命および同一条件
下で測定した無変更材料ｒＮｉｃｒ ６０ １５古い」
の使用寿命を比較して示す．使用寿命は２９００サイク
ルから４１００サイクルに増加し、これは４０％以上の
向上に相当する。
５〜０． ０ ４ ５％のＴｉ、０．０６ 〜０．０８
％のＺｒ、 ０．０３〜０．０８％のＹ、 ０． ０ ０ ５％以下のＳ、 ０．０１５％の以下のＰ、 各々０． １％以下のＭｏ 、ＷＳＣｏ ，各々０．０
５％のＮｂ，Ｔａ，ＡＩ ＳＶＳＣｕ，残部がＮｉであ
り、 窒素含有量は次式： Ｎ％＝（０．１ ５〜０．２５）×Ｚｒ％＋（０．３０
〜０．４５）×Ｔｉ％ に従い調節されていることを特徴とする．最後に述べた
＆ｌ１威に従ってクロム含有量を上限に近い範囲に調節
することにより、高温での比較的高いクロム酸化物揮発
がよりよく補正され、そしてより狭いイオウ含有量をよ
り少なくすることは材料の表面上の酸化物の付着強度を
有意に改善するので、酸化強度（耐酸化性）および使用
寿命は増加する． 第１ａ図に概略的に示されている、水平に配置され、ら
せん状に巻かれた加熱導体１の使用寿命を試験する装置
を、ホルダー２にその端側で締結し、そして電圧源３と
接続する．この場合に、加熱導体は１２巻きで３一一の
内径をもつ５０ｓ＋ｍの長さのコイルである．加熱導体
に２分間通電し、その後２分間通電停止し、これを繰り
返した．加熱時の最高到達温度を、輻射パラメーターに
よる不接触の方法で測定し、かつ印加電圧を一定値に変
えることによって調節する． このような実験を通常温度（常温）において加熱導体の
全体燃焼（破断）まで実施し、そしてサイクル数は使用
寿命の直接の値に相当する．゛すべでの材料にとって避
けられない多少の強い酸化は、電流を伝導するために有
効な金属の断面が時間経過とともにより小さくなること
に至る．電気抵抗が相応して増加し、そして前以て決定
した最大温度は、電圧を増加したときにのみ、変更しな
いスイッチングのリズムにおいて維持することができた
．使用した試験装置は自動的に作動温度が調節さる装置
であったので、合計試験時間の期間、前以て決めた最高
温度は、加熱導体の進行する酸化から独立して全体燃焼
まで維持することができた．第１ｂ図に示す使用寿命の
試験のための装置において、ｌｍの長さの垂直に吊り下
げられた加熱導体ワイヤー４を使用した．該ワイヤーの
上端をホルダー５に綺結し、ワイヤーに可変重り６で負
荷を与えかつ電源７に接続した．この装置において、厚
さ０．４０の加熱ワイヤーに２分間通電し、その後２分
間通電停止し、これを繰り返した．ここでまた、第１ａ
図の装置におけるように、最高到達温度を不接触の方法
で測定し、かつ一定値に！ｌ！！節した． 第２図は先行技術での異なるニッケルークロム材料にお
ける単なる定性的比較のみを示し、一方、第３図は、１
１５０℃に設定した最高温度における第ｌａ図の装置を
使用して測定した本発明材料の使用寿命および同一条件
下で測定した無変更材料ｒＮｉｃｒ ６０ １５古い」
の使用寿命を比較して示す．使用寿命は２９００サイク
ルから４１００サイクルに増加し、これは４０％以上の
向上に相当する。
異なる試験系列において、使用寿命（サイクル数）を１
ｌ５０゜Ｃ、１２００゜Ｃおよび１２５０゜Ｃの温度に
て測定した．第１表はこれらすべての温度における変性
した合金がかなり優れていることを示す。差は１１５０
℃において＋５６．８％、１２００゜ｃにおいて＋３３
．９％、および１２５０℃において＋６６．２％に達す
る。使用寿命の相対的改良は実際に温度に依存性である
かどうか、あるいは研究したプローブで一定であったか
どうかということができた。多分、相応して大きい数の
ブローブを使用して、統計学的平均における改良はすべ
ての温度においてほとんど等しく、これにより少なくと
も３０％の値を期待することができる。
′ 第１表：サイクル使用寿命試験における使用寿命実際に
、ｌ２００または１２５０゜Ｃにおける変性された合金
（本発明に係る合金）の使用寿命がｌ１５０゜Ｃにおけ
る基本合金の使用寿命の６５または３４％であることは
重要である。使用温度を越える短い時間にかんがみて、
これは多くの応用において非常に望ましい、かなりの安
全性の保存を殊に示す。
ｌ５０゜Ｃ、１２００゜Ｃおよび１２５０゜Ｃの温度に
て測定した．第１表はこれらすべての温度における変性
した合金がかなり優れていることを示す。差は１１５０
℃において＋５６．８％、１２００゜ｃにおいて＋３３
．９％、および１２５０℃において＋６６．２％に達す
る。使用寿命の相対的改良は実際に温度に依存性である
かどうか、あるいは研究したプローブで一定であったか
どうかということができた。多分、相応して大きい数の
ブローブを使用して、統計学的平均における改良はすべ
ての温度においてほとんど等しく、これにより少なくと
も３０％の値を期待することができる。
′ 第１表：サイクル使用寿命試験における使用寿命実際に
、ｌ２００または１２５０゜Ｃにおける変性された合金
（本発明に係る合金）の使用寿命がｌ１５０゜Ｃにおけ
る基本合金の使用寿命の６５または３４％であることは
重要である。使用温度を越える短い時間にかんがみて、
これは多くの応用において非常に望ましい、かなりの安
全性の保存を殊に示す。
非常に高い熱的強度（高温強度は加熱導体の巻線に一般
に要求されているので、自由に懸垂した巻線の場合にお
いて、巻線の相互の収縮（たるみ）を回避することがで
きる。合金ＮｉＣｒ ６０ １５において、熱的強度（
高温強度）はなかでもまずニッケル基構造体の混合結晶
のＣｒおよＵＦｅによる剛性化、ならびに炭化物による
硬化と関係づけられる．後者の述べた効果を強化するた
めに、ＴｉおよびＺｒならびにＮをさらに合金し、こう
して変性した合金（ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｌｌｏｙ）は
炭化物に加えて窒化物および炭素窒化物を含有する。驚
くべきことに、事実上粗い分離が形威されず、そして分
離は非常に安定し、そしてチタン、ジルコニウムおよび
窒素を本発明の割合で添付するかぎり、戒長を招かなか
ったことがわかった。
に要求されているので、自由に懸垂した巻線の場合にお
いて、巻線の相互の収縮（たるみ）を回避することがで
きる。合金ＮｉＣｒ ６０ １５において、熱的強度（
高温強度）はなかでもまずニッケル基構造体の混合結晶
のＣｒおよＵＦｅによる剛性化、ならびに炭化物による
硬化と関係づけられる．後者の述べた効果を強化するた
めに、ＴｉおよびＺｒならびにＮをさらに合金し、こう
して変性した合金（ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｌｌｏｙ）は
炭化物に加えて窒化物および炭素窒化物を含有する。驚
くべきことに、事実上粗い分離が形威されず、そして分
離は非常に安定し、そしてチタン、ジルコニウムおよび
窒素を本発明の割合で添付するかぎり、戒長を招かなか
ったことがわかった。
第４図は、第１ｂ図の装置において負荷を加えた状態で
測定したｒＮｉｃｒ ６０ １５古い」およびｒＮｉＣ
ｒ ６０ １５新しい」についての使用寿命（サイクル
）の値を示す。最大温度を再び１１５０℃に設定して、
そしてｒＮｉＣｒ ６０ １５新しい」は、全体の研究
の範囲において、従来の合金’ＮｉＣｒ ６０ １５古
い」よりかなり優れた値を有した。
測定したｒＮｉｃｒ ６０ １５古い」およびｒＮｉＣ
ｒ ６０ １５新しい」についての使用寿命（サイクル
）の値を示す。最大温度を再び１１５０℃に設定して、
そしてｒＮｉＣｒ ６０ １５新しい」は、全体の研究
の範囲において、従来の合金’ＮｉＣｒ ６０ １５古
い」よりかなり優れた値を有した。
また、応用に向けた試験における、変性した材料はかな
りより高い使用寿命を示した。２つの完全な加熱素子、
例えば、布乾燥器に使用するもの利用し、２２７ボルト
で３０秒のサイクルで通電し、そして新規な加熱素子に
おいて、１１５０”Ｃの最大温度に到達した。比較合金
ｒＮｉｃｒ ６０ １５古い」はほぼ１３０， ０００
サイクル持ったが、一方、本発明の合金ｒＮｉｃｒ ６
０ １５新しいｊは示さない試験において３８０． ０
００サイクル以上持った。このように使用寿命がほぼ３
倍になった。これは本発明の合金の有意のおよび効率よ
い重要性に相当する。
りより高い使用寿命を示した。２つの完全な加熱素子、
例えば、布乾燥器に使用するもの利用し、２２７ボルト
で３０秒のサイクルで通電し、そして新規な加熱素子に
おいて、１１５０”Ｃの最大温度に到達した。比較合金
ｒＮｉｃｒ ６０ １５古い」はほぼ１３０， ０００
サイクル持ったが、一方、本発明の合金ｒＮｉｃｒ ６
０ １５新しいｊは示さない試験において３８０． ０
００サイクル以上持った。このように使用寿命がほぼ３
倍になった。これは本発明の合金の有意のおよび効率よ
い重要性に相当する。
前述の加熱素子の各々が、あるいは２またはそれ以上の
組合せが、前述タイプとは異なる他のタイプの合金にお
ける有用な用途を見いだすことができる。
組合せが、前述タイプとは異なる他のタイプの合金にお
ける有用な用途を見いだすことができる。
本発明を熱変形可能な、オーステナイトのニッケル−ク
ロム−鉄合金の実施態様として例示および記載したが、
種々の変性および構造的変更は本発明の精神から逸脱し
ないでなすことができるので、示した細部に限定される
ことを意図しない。
ロム−鉄合金の実施態様として例示および記載したが、
種々の変性および構造的変更は本発明の精神から逸脱し
ないでなすことができるので、示した細部に限定される
ことを意図しない。
これ以上分析しないでも、本発明の要旨は上の説明から
完全に明らかにされ、先行技術の観点から、本発明の一
般的または特定の面の本質的特性を正しく横戒する、特
徴を省略しないで、現在知識を適用することによって、
先行技術の観点から、容易に適合することができる。
完全に明らかにされ、先行技術の観点から、本発明の一
般的または特定の面の本質的特性を正しく横戒する、特
徴を省略しないで、現在知識を適用することによって、
先行技術の観点から、容易に適合することができる。
第１ａ図は、水平に配置され、らせん状に巻かれた加熱
導体の使用寿命を試験するための装置の概略図であり、 第１ｂ図は、垂直に吊り下げられた加熱導体ワイヤーの
使用寿命を試験する装置の概略図であり、第２図は、先
行技術に従う異なるニッケルークロム材料の定性的比較
を示すグラフであり、第３図は、第１ａ図の装置で測定
した本発明の材料の使用寿命を示すグラフであり、およ
び第４図は、使用寿命と加熱導体への負荷応力との関係
を示すグラフである。 ｌ・・・水平に配置され、らせん状に巻かれた加熱導体 ２・・・ホルダー ３・・・電源 ４・・・垂直に吊り下げられた加熱導体５・・・ホルダ
ー ６・・・重り ７・・・電源
導体の使用寿命を試験するための装置の概略図であり、 第１ｂ図は、垂直に吊り下げられた加熱導体ワイヤーの
使用寿命を試験する装置の概略図であり、第２図は、先
行技術に従う異なるニッケルークロム材料の定性的比較
を示すグラフであり、第３図は、第１ａ図の装置で測定
した本発明の材料の使用寿命を示すグラフであり、およ
び第４図は、使用寿命と加熱導体への負荷応力との関係
を示すグラフである。 ｌ・・・水平に配置され、らせん状に巻かれた加熱導体 ２・・・ホルダー ３・・・電源 ４・・・垂直に吊り下げられた加熱導体５・・・ホルダ
ー ６・・・重り ７・・・電源
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）組成： １７〜２５％のＦｅ、 １４〜２０％のＣｒ、 ０．５〜２．０％のＳｉ、 ０．１〜２．０％のＭｎ、 ０．０４〜０．１０％のＣ、 ０．０２〜０．１０％のＣａ、 ０．０１０〜０．０８０％のＮ、 ０．０２５〜０．０４５％のＴｉ、 ０．０４〜０．１７％のＺｒ、 ０．０３〜０．０８％のＹ、 ０．０１０％以下のＳ、 ０．０１５％の以下のＰ、 各々０．１％以下のＭｏ、Ｗ、Ｃｏ、 各々０．０５％のＮｂ、Ｔａ、Ａｌ、Ｖ、Ｃｕ、残部の
Ｎｉ、 からなり、窒素含有量が次式： Ｎ％＝（０．１５〜０．３０）×Ｚｒ％＋（０．３０〜
０．６０）×Ｔｉ％ に従い調節されていることを特徴とする、高い酸化抵抗
性および高い熱的強度を有する熱変形可能なオーステナ
イトのニッケル−クロム−鉄合金。 （２）組成： １９〜２５％のＦｅ、 １４〜２０％のＣｒ、 ０．５〜２．０％のＳｉ、 ０．１〜０．４％のＭｎ、 ０．０４〜０．０８％のＣ、 ０．０２〜０．０５％のＣａ、 ０．０１８〜０．０６％のＮ、 ０．０３５〜０．０４５％のＴｉ、 ０．０６〜０．１０％のＺｒ、 ０．０３〜０．０８％のＹ、 ０．００５％以下のＳ、 ０．０１５％の以下のＰ、 各々０．１％以下のＭｏ、Ｗ、Ｃｏ、 各々０．０５％のＮｂ、Ｔａ、Ａｌ、Ｖ、Ｃｕ、残部の
Ｎｉ、 からなり、窒素含有量が次式： Ｎ％＝（０．１５〜０．３０）×Ｚｒ％＋（０．３０〜
０．６０）×Ｔｉ％ に従い調節されていることを特徴とする、請求項１記載
のニッケル−クロム−鉄合金。 （３）組成： １９〜２１％のＦｅ、 １８〜２０％のＣｒ、 １．３〜１．５％のＳｉ、 ０．１〜０．４％のＭｎ、 ０．０４〜０．０６％のＣ、 ０．０３〜０．０４％のＣａ、 ０．０１８〜０．０４２％のＮ、 ０．０３５〜０．０４５％のＴｉ、 ０．０６〜０．０８％のＺｒ、 ０．０３〜０．０８％のＹ、 ０．００５％以下のＳ、 ０．０１５％の以下のＰ、 各々０．１％以下のＭｏ、Ｗ、Ｃｏ、 各々０．０５％のＮｂ、Ｔａ、Ａｌ、Ｖ、Ｃｕ、残部の
Ｎｉ、 からなり、窒素含有量が次式： Ｎ％＝（０．１５〜０．２５）×Ｚｒ％＋（０．３０〜
０．４５）×Ｔｉ％ に従い調節されていることを特徴とする請求項１記載の
ニッケル−クロム−鉄合金。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3907564A DE3907564A1 (de) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | Nickel-chrom-eisen-legierung |
| DE3907564.8 | 1989-03-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0320433A true JPH0320433A (ja) | 1991-01-29 |
| JPH0689427B2 JPH0689427B2 (ja) | 1994-11-09 |
Family
ID=6375882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2055164A Expired - Lifetime JPH0689427B2 (ja) | 1989-03-09 | 1990-03-08 | 高い酸化抵抗性および高い耐熱性を有する熱間加工性のあるオーステナイトのニッケル―クロム―鉄合金 |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4997623A (ja) |
| EP (1) | EP0386730B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0689427B2 (ja) |
| KR (1) | KR900014619A (ja) |
| AT (1) | ATE89872T1 (ja) |
| AU (1) | AU617242B2 (ja) |
| BR (1) | BR9001105A (ja) |
| CA (1) | CA2011152A1 (ja) |
| DD (1) | DD292479A5 (ja) |
| DE (2) | DE3907564A1 (ja) |
| ES (1) | ES2042102T3 (ja) |
| IE (1) | IE62547B1 (ja) |
| MX (1) | MX172020B (ja) |
| ZA (1) | ZA901579B (ja) |
Cited By (1)
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