JPH03226540A - ガラス成形用材料 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガラス管成形用のスリーブ、メタルノーズ、
ガラス板成形用のロールなどに使われるガラス成形用の
耐熱材料に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、ガラス成形用の耐熱材料には、アロイ８００の名
で知られる２１％Ｃｒ−３２，５％Ｎｉ−０，４％Ｔｉ
−０，４％Ａｌを基本組成とする合金、インコネル６９
０の名で知られる２９％Ｃｒ−６０％Ｎｉを基本組成と
する合金、アロイ６００の名で知られる１５．５％Ｃｒ
−７５％Ｎｉを基本組成とする合金などのオーステナイ
ト合金が使われている。

以上の合金は、よく知られているように、本発明が対象
とする用途以外に、主に化学プラント構造部品、原子カ
プラント構造部品等に使用されていた。そして、これら
用途に使用される場合に、最も重要視される要求特性が
耐応力腐食割れ性であるため、専ら耐応力腐食割れ性向
上を目的とした合金の改良が行なわれていた。

例えばアロイ６００に関しては、Ｎｂを添加する（特公
昭５７−３８６６２号）、Ｎｂを添加すると共にＣおよ
びＮ量を所定量添加する（特公昭６１−４４１３６号）
、Ｓｉ、Ｐ、Ｓをそれぞれ０．２％以下、０．０２％以
下、０．０２１以下に規制する（特開昭６０−２４５７
５８号）、Ｎｂを添加するとともにＰ、Ｓをそれぞれ０
．０３％以下、０．０１５％に規制する（特開昭６２−
２８４０３４号）等の改良合金が提案されている。

また、インコネル６９０に関しては、Ｎｂを添加すると
ともにＰ、Ｓをそれぞれ０．０１％以下、　０．００５
％以下に規制する（特開昭５９−１０４４４７号）、Ｃ
，Ｐ、Ｓをそれぞれ０．００１５％以下、０．０１％以
下、０．００５％以下に規制する（特開昭５９−２１１
５４５号）等の改良合金が提案されている。

さらに、アロイ８００に関しては、Ｃ量と所定の関係が
あるようにＴｉおよびＮｂを複合添加する（特開昭６１
−２２７１４８号）等の改良合金が提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕 しかし、これらの合金およびその改良合金は、耐酸化性
が必ずしも十分でなく、ガラス成形用の用途に用いた場
合には溝足な寿命が得られないという問題があった。ま
た、使用中に、材料に生成したスケールの一部が剥離し
てガラスに混入し、ガラスとスケールとの反応によって
、ガラスが着色し、ガラスの商品価値が劣化するという
問題があった。この問題は、特にアロイ８００で顕著で
あった。

本発明は、これらの合金の耐酸化性を改善して、ガラス
成形用としての使用寿命を伸ばし、また、ガラスの着色
を防ぐことができるガラス成形用材料の提供を目的とし
たものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、重量百分率でＧ　Ｏ，１５％以下、ＳｉＯ，
８−２，０％、Ｍｎ１．０％以下、Ｎ　ｉ　３０−８０
％、Ｃｒ　１４−３１％を含み、残部実質的にＦｅより
なり、不純物のうち、特にＴｉを０．１％以下に限定し
たことを特徴とするガラス成形用材料、あるいは上記組
成に、さらに０．１％以下の希土類元素、１．５％以下
のＡｌのうちの１種または２種以上を含むガラス成形用
材料である。

〔作用〕

本発明の成分限定理由を説明する。

本発明において、Ｃは合金の粒界を強化し、熱間加工性
を高める作用があり、若干量は必要であるが、０．１５
％を越えると未固溶のＣｒ添加物を増加させ、合金の耐
酸化性を劣化させるので０．１５％以下に限定する。

本発明において、Ｓｉは、酸化被膜の内層に濃縮し、酸
化被膜の密着性を高める効果があるため、耐酸化性を改
善し、酸化被膜の剥離を防止するのに不可欠の元素であ
り、最低０．８％を必要とするが、２．０％を越えると
有害な金属間化合物を生成して、高温強度を低下させる
ので、０．８〜２．０％に限定する。

Ｓｌの望ましい範囲は、０．８〜１．６％である。

Ｓｌは、アロイ６００やインコネル６９０では、通常０
．５％以下に限定されているが、耐酸化性が最も重要な
ガラス成形用材料においては、Ｓｉは通常の含有量より
高くした方が有利であることを見出した点に、本発明の
一つの特徴がある。

本発明において、Ｍｎは脱酸、脱硫元素としての作用が
あり、若干量が必要であるが、１．０％を越えると耐酸
化性が劣化するので、１．０％以下に限定する。

本発明において、Ｎ１はガラス成形温度で使用される高
温用の合金を構成する基本元素であり、オーステナイト
組織を安定化させるために最低３０％必要であるが、８
０％を越えると熱間加工性を劣化させるので３０〜８０
％に限定する。

本発明において、ＣｒはＣｒを主成分とする酸化被膜を
造り、耐酸化性を付与するのに不可欠の元素であり、最
低１４％必要であるが、３１％を越えるとσ相やα−Ｏ
ｒ相などの有害相を生成して高温強度を劣化させるので
、１４〜３１％に限定する。

本発明において、Ｔｉは酸化被膜の外層に濃縮し、剥離
してガラスに混入すると、ガラスを着色させて商品価値
を劣化させるので、特に有害不純物として、０．１％以
下に限定する。アロイ８００では、通常Ｔｉは高温強度
を高めるために０．２〜０．６％添加されるが、ガラス
成形用材料としては、有害であることを見出し、許容量
を限定した点に、本発明の第二の特徴がある。

本発明において、希土類元素とＡｌは、ともに耐酸化性
を高める作用がある。希土類元素は、Ｃｒを主成分とす
る酸化被膜中に微量混入して原子空孔を埋め、原子の拡
散を抑制して酸化被膜が過度に厚く成長するのを防ぎ、
酸化被膜の剥離抵抗を高めるので、微量の添加は有効で
あるが、０゜１％を越えると合金の初期溶融温度を低め
、熱間加工性を劣化させるので０．１％以下に限定する
。希土類元素としては、特にＹが適している。Ａ１は内
部酸化物を生成して、坑打ち効果により酸化被膜の剥離
抵抗を高める作用があるので、若干量は有効であるが、
１．５％を越えると熱間加工性を劣化させるので１．５
％以下に限定する。

〔実施例〕

実施例１ 第１表に示す組成の本発明合金および従来合金を、真空
誘導溶解によって溶解し、１０ｋｇのインゴットに鋳造
して、３０−角の棒に鍛造した。第１表に示す７種の本
発明合金は、いずれも良好な鍛造性を示した。各合金に
１１５０℃Ｘｌｈ油冷の固溶化処理を施して、ミクロ組
織を観察した結果、本発明合金は、いずれも本質的にオ
ーステナイト−相の組織であり、有害な第二相は存在し
ないことが確認された。

実施例２ 実施例１で示した本発明合金および従来合金の固溶化処
理材から、１０φ×２０Ｍの試験片をそれぞれ２ケずつ
作製し、１１００℃Ｘ　１６ｈ加熱、空冷の加熱・冷却
サイクルを５回繰り返し与えたのち、酸化減量を測定し
た。結果を第１表に併せて示す。

７種の本発明合金は、アロイ８００（Ｎｏ、１１）、イ
ンコネル６９０（Ｎｏ、１２）、アロイ６００　（Ｎ　
ｏ　、　１３）の従来合金に比べて、いずれも良好な耐
酸化性を有することがわかる。

実施例３ 実施例２と同様に大気中で１１００℃×１６ｈ加熱後、
それぞれ別のるつぼに入れ、粉末ガラスを加えて１１０
０℃ｘ　６４ｈの加熱を行ない、溶融したガラスの着色
状況を調べた。Ｔｉを含む従来合金のＮｏ、１１〜Ｎｏ
、１３ではガラスが着色したのに対し、本発明合金では
いずれもガラスの着色は認められなかった。

〔発明の効、果〕

本発明によれば、従来の合金より耐酸化性が向上するの
でガラス管成形用のスリーブ、メタルノーズ、ガラス板
成形用のロールなどの使用寿命が向上し、またガラスが
着色して商品価値が低下する問題が解決できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　重量百分率でＣ０．１５％以下、Ｓｉ０．８〜２．
   ０％、Ｍｎ１．０％以下、Ｎｉ３０〜８０％、Ｃｒ１４
   〜３１％を含み、残部実質的にＦｅよりなり、不純物の
   うち、特にＴｉを０．１％以下に限定したことを特徴と
   するガラス成形用材料。 ２　重量百分率でＣ０．１５％以下、Ｓｉ０．８〜２．
   ０％、Ｍｎ１．０％以下、Ｎｉ３０〜８０％、Ｃｒ１４
   〜３１％、さらに０．１％以下の希土類元素（Ｒ．Ｅ．
   ）、１．５％以下のＡｌのうちの１種または２種以上を
   含み、残部は実質的にＦｅよりなり、不純物のうち特に
   Ｔｉを０．１％以下に限定したことを特徴とするガラス
   成形用材料。