JPH04154935A

JPH04154935A - 鋳造用高ニッケル‐クロム鉄基合金

Info

Publication number: JPH04154935A
Application number: JP27376090A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Torigoe; 鳥越　猛; Akira Yoshitake; 吉竹　晃
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1990-10-12
Filing date: 1990-10-12
Publication date: 1992-05-27

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、例えばサワー油井用配管材等として有用な耐
食性にすぐれた鋳造用高ニッケル−クロム鉄基合金に関
する。

〔従来の技術〕

高Ｎｉ鉄基合金［インコロイ８２５　Ｊ　（Ｃ：０．０
５％以下、　Ｎ　ｉ　：３８〜４６％、　Ｃｒ　：１９
．５〜２３．５％、　Ｍ。

：２．５〜３．５％、Ｃｕ：１．５〜３％、Ｎｉ：Ｂａ
１）は、海水、還元性の酸（硫酸、燐酸等）に対する耐
食性にすぐれていると共に、塩素イオンによる応力腐食
割れに対しても十分な抵抗性を有し、また安定化処理し
たものは、鋭敏化温度（６５０〜７６０℃）に加熱され
た後にも、粒界腐食に対する抵抗性を示す。このインコ
ロイ８２５合金（以下、ｒｌＮ８２５合金」）は、０．
６〜１．２％のＴｉの添加により良好な熱間加工性が与
えられており、その鍜造品は、高耐食性と高強度が要求
される用途、例えば、サワー油井用配管構成材として使
用されている。

上記ｌＮ８２５合金は、鋳造による管材の製造も可能で
あるが、鍜造品と異なって鋳造品の耐食性および強度は
十分でない。その改良材として、Ｔｉに代え、０．６〜
１．２％のＮｂを添加した鋳造用合金が従業されている
。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記鋳造用ｌＮ８２５合金は、Ｔｉの代わりにＮｂを添
加することにより、鋳造品の強度および溶接性を鍜造用
ｌＮ８２５のそれと同等のレベルに高めると共に、粒界
腐食抵抗性の向上を狙ったものである。

しかしながら、その鋳造用ｌＮ８２５合金は、特に海水
中での耐孔食性が十分でなく、サワー油井用配管材等の
用途における安定な使用・耐久性の確保に問題がある。

本発明は上記問題を解決することを目的としてなされた
ものである。

〔課題を解決するための手段および作用］本発明の鋳造
用高ニッケル−クロム鉄基合金は、Ｃ：　０．０５％以
下、Ｓｉ：１％以下、Ｍｎ：１％以下、Ｐ：０．０３％
以下、　Ｓ：０．０３％以下、Ｎｉ：３８〜４６％、　
　Ｃｒ　：　２４〜２７％、　Ｍ　ｏ　：３．８〜５％
、　　Ｃｕ　：１．５〜３％、　Ｎ　ｂ　：０．６〜１
．２％、残部実質的にＦｅからなり、Ｆｅの一部は所望
により０．１〜０．２％のＮで置換され、かつ下式で示
される耐孔食性指数が４０（％）以上である化学組成を
有することを特徴としている。

耐孔食性指数−Ｃｒ（％）＋３．３　Ｍ　ｏ　（％）＋
１６Ｎ（％）　　　　　　　　　　　　　　　・・・〔
１〕本発明合金の化学組成限定理由を説明すれば次のと
おりである。

ｃ：ｏ、ｏｓ％以下Ｃは、固溶強化、炭化物の形成等により合金強度を高め
るが、０．０５％をこえると炭化物の粗大化をきたし、
また耐食性、殊に粒界腐食抵抗性の低下を招く。このた
め、０．０５％を上限とする。

Ｓｉ：１％以下Ｓｉは合金溶湯の脱酸作用を有し、また鋳造性を高める
効果を有する。そのための添加量は１％までで十分であ
り、それをこえる必要はない。

Ｍｎ：１％以下Ｍｎは合金溶湯の脱酸作用を有し、またＳをＭｎＳとし
て固定する働きを有する。このための添加量は１％まで
で十分であり、それをこえる必要はない。

Ｐ：０．０３％以下、　　Ｓ：０．０３％以下Ｐおよび
Ｓは合金の耐食性の低下を招く不純分であるが、それぞ
れ０．０３％をこえなければ、実質的な悪影響をもたら
すことはない。

Ｎ　ｉ　：３８〜４６％Ｎｉは、本発明合金の基本元素の１つであり、安定なオ
ーステナイト地を形成する。Ｎｉの添加は、不働態の強
化、塩素イオンを含む溶液や非酸化性酸に対する腐食抵
抗性の強化等に奏効し、また応力腐食割れに対する抵抗
性を高める。これらの効果を確保するために少なくとも
３８％を必要とするが、４６％をこえると効果ははイ飽
和し、それ以上の添加は経済性を損なう。従って、３８
〜４６％とする。

Ｃｒ：２４〜２７％Ｃｒは、合金の不働態化に必要な元素であり、酸化性酸
に対する抵抗性を高めると共に、耐孔食性の向上に奏効
する。耐孔食性の改善効果はＭＯとの共存により十分な
ものとなる。その効果を確保するために２４％以上のＣ
ｒを必要とするが、２７％をこえて添加しても効果は殆
どかわらない。このため２４〜２７％とする。

Ｍ　ｏ　：３．８〜５％Ｍｏは、基地の固溶強化や炭化物の形成により強度を高
め、また不働態の安定化、塩素イオンを含む腐食環境に
おける孔食抵抗性の向上等に奏効する。これらの効果は
３．８％以上の添加により確保される。しかし、多量の
添加に伴い、応力腐食割れ感受性が高くなるので、５％
を上限とする。

Ｃｕ　：１．５〜３％Ｃｕは、全面腐食に対する抵抗性を高め、また耐加工硬
化性の改善に寄与するとともに、Ｍｏの共存下に孔食抵
抗性を高める。これらの効果は１゜５％以上の添加によ
り現れるが、３％をこえると添加効果ははイ飽和する。

よって１．５〜３％とする。

Ｎ　ｂ　：０．６〜１．２％Ｎｂは、鋳造品質を損なうことなく、鋳造材の強度およ
び溶接性を良好ならしめ、かつ耐粒界腐食抵抗性の向上
に奏効する元素である。これらの効果を確保するために
０．６％以上の添加を必要とする。しかし、多量に添加
すると、却って溶接性が悪くなるので、１．２％を上限
とする。

Ｎ：０．１〜０．２％Ｎは、強力なオーステナイト生成元素である。

Ｎの添加は、耐孔食性の向上に寄与し、また強度を高め
る効果を有する。０．１％以上の添加によりその効果が
現れる。しかし多量の添加は、応力腐食割れ感受性を高
めるので、０゜２％を上限とする。

本発明合金は、各構成元素についての上記含有量の規定
のほかに、前記（１）式で表される耐孔食性指数を４０
（％）以上とする規定が加重され、これにより、従来の
鋳造用ｌＮ８２５合金を凌ぐ良好な耐孔食性が保証され
る。

〔実施例〕

第１表に示す各種合金鋼について腐食試験、溶接性試験
および機械試験を行って、同表右欄に示す結果を得た。

表中、「Ａ」欄は（１）式の耐孔食性指数を示している
。

Ｎｏ、１〜３は発明例、Ｎｏ、１１〜１５は比較例であ
る。

比較例Ｎα１１〜１５のうち、Ｎｏ、１１は、各元素の
含有量は本発明の規定を満たしているが、前記〔１〕式
の耐孔食性指数が本発明の規定からはずれている例であ
り、陽、１２はＮｂを含む鋳造用ｌＮ８２５合金相当材
、Ｎα１３はＴｉを含む構造用ｌＮ８２５合金相当材、
Ｎａ１４は５ＩＩＳ３１６Ｌステンレス鋼相当材、Ｎｏ
、　１５は２２％Ｃｒ二相ステンレス網相当材である。

発明例Ｎｏ、　１〜３、比較例Ｎｏ、１１．　Ｎα１２
およびＮｏ、１４は遠心力鋳造管材である。

（１）孔食試験ＡＳＴＭ　Ｇ４８八法の規定に準拠し、６％塩化第二鉄
溶液（液温：５０℃）に試験片を７２時間浸漬し、試験
後の腐食減量（１１１１１１７年）を求める。

（ＩＩ）粒界腐食試験ＡＳＴＭ　Ａ２６２　Ｃ法の規定に準拠し、試験片を６
５％硝酸溶液（沸騰）中、４８時間浸漬する操作を５回
反復実施し、試験後の腐食減量を求める。

（１）応力腐食割れ試験：純水、および５％ＮａＣｌ！、＋０．５％ＣＨ３Ｃｏ。

Ｈ混液（いずれも液温は３０°Ｃ）に試験片を浸漬し、
低歪速度引張試験（但し、歪速度：　１０−’／秒）に
よる伸び（％）を測定。純水中での伸び測定値（ｅｆｗ
）および１０％塩化ナトリウム溶液中での伸び測定値（
ｅ□）から、応力腐食割れ感受性Ｓ（％）を求める。

Ｓ（％）　＝（ｅｒｗ　　ｅｔｓ）／ｅｔｗＸ１００（
ＩＶ）溶接性試験：タングステン不活性ガスアーク溶接（ＴＩＧ溶接）のタ
ングステン電極を供試管材表面に沿って走査（但し、溶
加棒は使用せず）することにより、管材表面にビード（
長さ２００　ｍｍ）を形成し、ビード部およびその近傍
の欠陥（クランク）の有無をカラーチエツクにより検査
して溶接性の良否を判定する。

（Ｖ）機械試験ＪＩＳＺ２２４１に準拠し引張強さおよび０．２％耐力
を測定。

第１表に示したように、発明例Ｎｏ、　１〜３の合金は
、鋳造用ｌＮ８２５合金（Ｎｏ、１２）を大きく凌ぐ高
度の耐孔食性を有しており、その耐孔食性は鍛造用■Ｎ
ｉ３２５合金（Ｎｏ、１３　）のそれをも凌いでいる。

また、粒界腐食や応力腐食割れに対する抵抗性もｌＮ８
２５合金（１１ｋＬ１２．　Ｎｏ、１３）のそれに比し
何ら遜色はなく、かつ溶接性や強度等も十分であること
がわかる。

また発明例陥、１〜３に類似するＮｏ、　１１　（各元
素の含有量は本発明の規定を満たしている）は、耐孔食
性指数を表す（１）式を充足していないため、発明例に
比べて耐孔食性に劣っている。

なお、Ｎα１４　（ＳＵＳ３１６Ｌステンレス鋼）は代
表的な耐食合金であるが、その耐孔食性は発明例のそれ
に遠く及ばず、またＮｏ、１５　（二相ステンレス鋼）
は耐食性と強度とを備えた構造用材料として油井配置０管にもよく使用される合金であるが、その耐孔食性と発
明例のそれとの間には歴然たる差異がある。

■ 〔発明の効果〕本発明の鋳造用高ニッケル−クロム鉄基合金は、高度の
耐孔食性を有し、また粒界腐食、応力腐食割れ等に対す
る十分な抵抗性を備えていると共に、溶接性や機械的性
質も良好であり、その鋳造品、例えば、遠心力鋳造管材
は、サワー油井における配管材等として有用であり、そ
の改良された腐食抵抗性により、配管構築物の耐久性の
向上等に寄与するもである。

Claims

【特許請求の範囲】１、Ｃ：０．０５％以下、Ｓｉ：１％以下、Ｍｎ：１％
以下、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｎｉ
：３８〜４６％、Ｃｒ：２４〜２７％、Ｍｏ：３．８〜
５％、Ｃｕ：１．５〜３％、Ｎｂ：０．６〜１．２％、
残部実質的にＦｅからなり、かつ下式で示される耐孔食
性指数が４０（％）以上である化学組成を有することを
特徴とする耐食性にすぐれた鋳造用高ニッケル−クロム
鉄基合金。耐孔食性指数＝Ｃｒ（％）＋３．３Ｍｏ（％）＋１６Ｎ
（％）２、Ｃ：０．０５％以下、Ｓｉ：１％以下、Ｍｎ：１％
以下、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｎｉ
：３８〜４６％、Ｃｒ：２４〜２７％、Ｍｏ：３．８〜
５％、Ｃｕ：１．５〜３％、Ｎｂ：０．６〜１．２％、
Ｎ：０．１〜０．２％、残部実質的にＦｅからなり、か
つ下式で示される耐孔食性指数が４０（％）以上である
化学組成を有することを特徴とする耐食性にすぐれた鋳
造用高ニッケル−クロム鉄基合金。耐孔食性指数＝Ｃｒ（％）＋３．３Ｍｏ（％）＋１６Ｎ
（％）