JPH0421736A - 高温用ヒータ - 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、真空または不活性ガス雰囲気中の高温で用い
られるヒータに関する。

（従来の技術） 高温用ヒータとしては、１０００〜２０００℃の高温に
耐える十分な耐熱性が必要とされる。高温ヒータの材質
としては、Ｔａ、特に純Ｔａが多（用いられているが、
その他に、Ｍｏ、Ｗという高融点金属の材質からなるヒ
ータも用いられている。真空炉では高真空（１０−’Ｔ
ｏｒｒ、）中で、また不活性ガス雰囲気炉で１０００〜
２０００℃位に加熱し、熱処理等を行う。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来の純Ｔａからなるヒータは、耐熱性
および加工性の点では支障ないが、例えば１８００℃と
いう高温度で連続使用した場合、３箇月程度でＴａの結
晶粒が平均粒径で０．０３ｍｍ程度から３〜５ｍｍ程度
に粗大化し、その粒界の延性が乏しいため、炉の昇温ま
たは降温の際熱応力を生じて破断しやすく耐久性が劣る
という問題がある。

また従来のＭｏからなるヒータは、１１００’Ｃ以上に
昇温すると、Ｍｏが再結晶するため、延性、脆性の遷移
温度（ＤＢＴＴ）が２００℃程度に上昇する。このため
、常温での取扱によっては破損を招きやすく、常温から
２０００℃程度まで昇温する炉中に用いるヒータとして
は破損しゃすい。

またＭｏは溶接が困難であるため加工性が悪いという問
題がある。

さらに従来のＷからなるヒータは、ＭｏやＴａよりも耐
熱性の点では優れているが、加工性が著しく劣りしかも
再結晶によってＭＯと同様に延性、脆性の遷移温度が上
昇して破損を招きやすいという問題がある。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
ので、耐熱性および加工性が良好で高温強度が高（、昇
温または降温の繰返し耐久寿命の長い高温用ヒータを提
供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） そのために、本発明の高温用ヒータは、真空炉または不
活性ガス雰囲気炉において１０００〜２０００℃の温度
範囲で用いられ、組成が、Ｗ：１２〜４．０ｗｔ％、残
部実質的にＴａからなることを特徴とする。

ここにＴａをベースとしているのは、耐熱性および加工
性を良好に保つためである。Ｗを添加したのは、耐熱性
をより高めるためであり、Ｗの添加量を特定したのは、
１．２％未満であると耐熱性が十分には向上しないから
であり、耐熱性の向上は１．５％程度から顕著に現れる
ためである。

またＷの添加量を４％以下にしたのは、４％を超えて添
加してもさほど耐熱性向上の効果は発揮されず、かつ常
温での強度が高くなりすぎるため、ヒータ板、ヒータ棒
、ヒータ線等に加工するのが困難になるためである。

（作用） 前記所定範囲のＷを添加したＴａ−Ｗ合金系高温用ヒー
タでは、Ｗの添加により耐熱性が向上し、かつ２０００
℃近（の温度で連続使用しても結晶粒が粗大化しに（く
粒界が延性を失いにくいため、昇温または高温による熱
応力を受けても破断または破損を招来しにくくなる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について述べる。

まずＴａ−Ｗ合金に含まれるＷの添加量を変化させてこ
れを実施例とした。またＷを添加しない純Ｔａ製のヒー
タを比較例とした。

次にこれらの実施例１〜６および比較例１〜５の化学成
分は第１表に示すとおりである。

（以下、 余白。

製造方法については、実施例１〜６では、所定の組成の
合金を電子ビーム溶解し、高さ２５ｍｍ、幅１３０ｍｍ
に鍛造し、クロスロールにより高さ５ｍｍ、輻３００ｍ
ｍに冷間圧延し、１２００℃で１時間真空焼鈍し、高さ
１ｍｍ、幅３００ｍｍに冷間圧延した後、１２００℃で
１時間真空焼鈍した。比較例１〜５では、純Ｔａおよび
所定の組成のＴａ系合金を電子ビーム溶解し、高さ４０
ｍｍ１幅１７５ｍｍに鍛造し、高さ５ｍｍ、幅５００ｍ
ｍにクロスロール圧延により冷間圧延し、１０００℃で
１時間真空焼鈍し、高さ１ｍｍ、幅５００ｍｍに冷間圧
延した後、１０００℃で１時間真空焼鈍した。

得られた合金について結晶粒粗大化テストを行った◎ １１　　　テスト 得られた合金を１日２０時間１８００℃に保持する操作
を１箇月に２５日行い、これをテスト期間の１箇月の単
位とした。その結果、結晶粒の平均粒径の変化は、第１
図に示すとおりとなった。

第１図に示されるように、実施例１〜実施例６では結晶
粒の粒径の粗大化が比較例１〜４に比べ低いことが解る
。また比較例５は結晶粒の粗大化は低い。しかし比較例
５は加工性が悪いことから高温用ヒータとしては実用的
でない。

（発明の効果） 本発明の高温用ヒータによれば、１０００〜２０００℃
の高温域において連続して繰返し使用されるヒータとし
て真空炉中で耐熱性がよいことはもちろん結晶粒の粗大
化が抑えられるため、昇温および降温による熱応力によ
る破断また破損が起こりにくくなり、高１強度が高めら
れて耐久性が良好であるという効果がある。また加工性
が良好であるのでヒータ製作時の製作コストを安価にし
た高性能の高温用ヒータを提供することが可能となる。

さらには炉内雰囲気を損なわず所望の熱処理を正確に行
えエネルギ損失が少ないという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における結晶粒の粗大化テスト
を行った結果を示す特性図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空炉または不活性ガス雰囲気炉において１００
   ０〜２０００℃の温度範囲で用いられ、組成が、Ｗ：１
   ．２〜４．０ｗｔ％、残部実質的にＴａからなる高温用
   ヒータ。