JPH0478705B2 - - Google Patents
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- JPH0478705B2 JPH0478705B2 JP59065280A JP6528084A JPH0478705B2 JP H0478705 B2 JPH0478705 B2 JP H0478705B2 JP 59065280 A JP59065280 A JP 59065280A JP 6528084 A JP6528084 A JP 6528084A JP H0478705 B2 JPH0478705 B2 JP H0478705B2
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- alloy
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- pbo
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
- C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
- C22C19/058—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium without Mo and W
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
- F01L3/02—Selecting particular materials for valve-members or valve-seats; Valve-members or valve-seats composed of two or more materials
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
- F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
- F02B1/04—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Exhaust Silencers (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は、各種内燃機関の排気バルブ材として
使用される排気バルブ用合金に関するものであ
る。 （従来技術） 従来、ガソリンエンジンやデイーゼルエンジン
の排気バルブ材としては、高マンガンオーステナ
イト鋼であるSUH36（Fe−8.5％Mn−21％Cr−４
％Ni−0.5％Ｃ−0.4％Ｎ）が多用されてきた。 ところが、近年になつてエンジンの高圧縮比、
高出力化の傾向が一段と高まり、エンジンバルブ
の使用条件はますます苛酷なものとなつている。 これに応じて、高温強度および耐食性に優れた
Ni基耐熱合金であるNCF751（Ni−15.5％Cr−１
％Nb−2.3％Ti−1.2％Al−７％Fe）やNCF80A
（Ni−19.5％Cr−2.5％Ti−1.4Al）が使用されて
いる。 しかしながら、これ等のNi基耐熱合金は、高
価なNiを多量に含有するため、バルブのコスト
が著しく高くなるという問題がある。 そこで、苛酷な使用条件に耐え、しかもコスト
が低廉であるバルブ材料を得たいという要求に応
えるため、本発明者らはすでにFe−Ni基耐熱合
金を開発した（特願昭58−154504号）。 （発明の目的） 本発明者らは、上述した苛酷な使用条件に耐
え、しかもコストが低廉であるバルブ材料を得る
ことを目的として、高温特性におよぼす合金元素
の影響についてさらにひきつづいて研究を重ねた
結果、以下に示す合金組成を採用することによつ
て、バルブ材に要求される重要な特性の１つであ
る耐酸化鉛（PbO）アタツク性が著しく改善され
るうえに、排気バルブ材料として上記Ni基耐熱
合金とほぼ同等の性能を有することを見い出し
た。 （発明の構成） 本発明による排気バルブ用合金は、重量％で、
Ｃ：0.01〜0.15％、Si：2.0％以下、Mn：2.5％以
下、Ni：60超過〜65％、Cr：15〜25％、Nb：
0.3〜3.0％、Ti：2.0〜3.5％、Al：0.2〜1.5％、
Ｂ：0.0010〜0.020％、必要に応じて、Mg：0.001
〜0.030％、Ca：0.001〜0.030％、REM：0.001〜
0.050％のうちの１種または２種以上、残部実質
的にFeからなることを特徴としている。 次に、本発明による排気バルブ用合金の成分組
成範囲（重量％）の限定理由について説明する。 Ｃ（炭素）：0.01〜0.15％ ＣはCr，NbまたはTiと結合して炭化物を形成
し、高温強度を高めるのに有効な元素である。そ
して、このような効果を得るためには、少なくと
も0.01％の添加が必要である。しかし、多量に添
加すると高温における強度および靱延性が低下す
るため、0.15％以下に限定した。 Si（けい素）：2.0％以下 Siは脱酸元素として必要であるが、多量に添加
しすぎると強度および靱延性を低下させるばかり
でなく、耐PbOアタツク性も低下するため、2.0
％以下に限定した。 Mn（マンガン）：2.5％以下 MnはSiと同様に脱酸元素として作用するが、
余り多量になると高温における耐酸化性が低下す
るので、2.5％を上限とした。 Ni（ニツケル）：60超過〜65％ Niはオーステナイトの安定化に必要であると
同時に、時効処理によりγ′相｛Ni3（Al，Ti，
Nb）｝を析出させ、材料に高温強度を付与する。
また、耐PbOアタツク性を高める元素としても重
要である。ただし、60％以下では第３表にも示し
たように耐PbOアタツク性が十分でないため60％
超過の添加が必要である。しかし、多量に添加す
ると材料コストが上昇するばかりでなく、いおう
Ｓが存在するような雰囲気で使用される場合には
Ｓアタツクを受け易くなるので、65％以下に限定
した。 Cr（クロム）：15〜25％ Crは高温における耐酸・耐食性を維持するた
めに必須の元素である。このためには、最低15％
の含有を必要とするが、多量に添加するとオース
テナイト相が不安定となつて、α相やσ相等の脆
化相を析出し、高温における強度および靱延性が
低下するので、25％以下とした。 Nb：（ニオブ）：0.3〜3.0％ Nbは炭化物やγ′相を形成して高温強度を高め
るのに有効な元素である。このような効果を得る
ためには最低0.3％の添加が必要であるが、添加
しすぎるとδ相（Ni3Nb）やLaves相（Fe2Nb）
が析出し、高温における強度および靱延性が低下
するほか、耐酸・耐食性を劣化させるので、3.0
％を上限とした。 Ti（チタン）：2.0〜3.5％ Tiはγ′相の主形成元素であつて、高温強度を維
持するために重要な元素である。しかし、添加量
が少なすぎるとγ′相の析出量が少なく、十分な高
温強度が得られない。一方、添加しすぎるとη相
（Ni3Ti）が析出し、強度が低下する。そこで、
添加量は2.0〜3.5％の範囲に限定した。 Al（アルミニウム）：0.2〜1.5％ AlはTiおよびNbと同様、γ′相の主構成元素で
ある。しかし、添加量が少なすぎるとγ′相が不安
定となつてη相が析出し、強度の低下を招く。そ
して、これを阻止するためには0.2％以上添加す
ることが必要である。 逆に、添加しすぎるとγ′相とマトリツクスとの
整合性が高まつて整合歪が減少し、十分な短時間
強度が得られなくなる。また、Alの過剰添加は
製造性を著しく低下させる。これらの理由から、
上限を1.5％に限定した。 Ｂ（ボロン）：0.0010〜0.020％ Ｂは結晶粒界に偏析してクリープ強度を高める
ほか、粒界へのη相の析出を抑制する働きがあ
る。このような効果を得るためには0.0010％以上
添加する必要があるが、添加しすぎると熱間加工
性を極端に低下させるため、上限を0.020％とし
た。 Mg（マグネシウム）：0.001〜0.030％、Ca（カルシ
ウム）：0.001〜0.030％、REM（希土類元素）：
0.001〜0.050％のうちの１種または２種以上 これらの元素は、いずれも、溶解時に脱酸・脱
硫元素として作用するほか、残留いおうＳを硫化
物として固定し、熱間加工性を著しく改善する。
また、これと同時にクリープ破断強度および破断
伸びをも向上させる効果がある。さらに、REM
は耐酸化性の改善にも役立つ。しかし、いずれの
元素も、添加しすぎると熱間加工性を著しく損う
ため、Mgにあつては0.001〜0.030％、Caにあつ
ては0.001〜0.030％、REMにあつては0.001〜
0.050％の範囲に限定した。 （実施例） 次に本発明の実施例を比較例とともにあげて、
本発明のFe−Ni基排気バルブ用合金の特性を具
体的に説明する。 第１表に示す化学成分の合金を高周波真空誘導
炉で溶製し、それぞれ30Kgのインゴツトに鋳造し
た。
使用される排気バルブ用合金に関するものであ
る。 （従来技術） 従来、ガソリンエンジンやデイーゼルエンジン
の排気バルブ材としては、高マンガンオーステナ
イト鋼であるSUH36（Fe−8.5％Mn−21％Cr−４
％Ni−0.5％Ｃ−0.4％Ｎ）が多用されてきた。 ところが、近年になつてエンジンの高圧縮比、
高出力化の傾向が一段と高まり、エンジンバルブ
の使用条件はますます苛酷なものとなつている。 これに応じて、高温強度および耐食性に優れた
Ni基耐熱合金であるNCF751（Ni−15.5％Cr−１
％Nb−2.3％Ti−1.2％Al−７％Fe）やNCF80A
（Ni−19.5％Cr−2.5％Ti−1.4Al）が使用されて
いる。 しかしながら、これ等のNi基耐熱合金は、高
価なNiを多量に含有するため、バルブのコスト
が著しく高くなるという問題がある。 そこで、苛酷な使用条件に耐え、しかもコスト
が低廉であるバルブ材料を得たいという要求に応
えるため、本発明者らはすでにFe−Ni基耐熱合
金を開発した（特願昭58−154504号）。 （発明の目的） 本発明者らは、上述した苛酷な使用条件に耐
え、しかもコストが低廉であるバルブ材料を得る
ことを目的として、高温特性におよぼす合金元素
の影響についてさらにひきつづいて研究を重ねた
結果、以下に示す合金組成を採用することによつ
て、バルブ材に要求される重要な特性の１つであ
る耐酸化鉛（PbO）アタツク性が著しく改善され
るうえに、排気バルブ材料として上記Ni基耐熱
合金とほぼ同等の性能を有することを見い出し
た。 （発明の構成） 本発明による排気バルブ用合金は、重量％で、
Ｃ：0.01〜0.15％、Si：2.0％以下、Mn：2.5％以
下、Ni：60超過〜65％、Cr：15〜25％、Nb：
0.3〜3.0％、Ti：2.0〜3.5％、Al：0.2〜1.5％、
Ｂ：0.0010〜0.020％、必要に応じて、Mg：0.001
〜0.030％、Ca：0.001〜0.030％、REM：0.001〜
0.050％のうちの１種または２種以上、残部実質
的にFeからなることを特徴としている。 次に、本発明による排気バルブ用合金の成分組
成範囲（重量％）の限定理由について説明する。 Ｃ（炭素）：0.01〜0.15％ ＣはCr，NbまたはTiと結合して炭化物を形成
し、高温強度を高めるのに有効な元素である。そ
して、このような効果を得るためには、少なくと
も0.01％の添加が必要である。しかし、多量に添
加すると高温における強度および靱延性が低下す
るため、0.15％以下に限定した。 Si（けい素）：2.0％以下 Siは脱酸元素として必要であるが、多量に添加
しすぎると強度および靱延性を低下させるばかり
でなく、耐PbOアタツク性も低下するため、2.0
％以下に限定した。 Mn（マンガン）：2.5％以下 MnはSiと同様に脱酸元素として作用するが、
余り多量になると高温における耐酸化性が低下す
るので、2.5％を上限とした。 Ni（ニツケル）：60超過〜65％ Niはオーステナイトの安定化に必要であると
同時に、時効処理によりγ′相｛Ni3（Al，Ti，
Nb）｝を析出させ、材料に高温強度を付与する。
また、耐PbOアタツク性を高める元素としても重
要である。ただし、60％以下では第３表にも示し
たように耐PbOアタツク性が十分でないため60％
超過の添加が必要である。しかし、多量に添加す
ると材料コストが上昇するばかりでなく、いおう
Ｓが存在するような雰囲気で使用される場合には
Ｓアタツクを受け易くなるので、65％以下に限定
した。 Cr（クロム）：15〜25％ Crは高温における耐酸・耐食性を維持するた
めに必須の元素である。このためには、最低15％
の含有を必要とするが、多量に添加するとオース
テナイト相が不安定となつて、α相やσ相等の脆
化相を析出し、高温における強度および靱延性が
低下するので、25％以下とした。 Nb：（ニオブ）：0.3〜3.0％ Nbは炭化物やγ′相を形成して高温強度を高め
るのに有効な元素である。このような効果を得る
ためには最低0.3％の添加が必要であるが、添加
しすぎるとδ相（Ni3Nb）やLaves相（Fe2Nb）
が析出し、高温における強度および靱延性が低下
するほか、耐酸・耐食性を劣化させるので、3.0
％を上限とした。 Ti（チタン）：2.0〜3.5％ Tiはγ′相の主形成元素であつて、高温強度を維
持するために重要な元素である。しかし、添加量
が少なすぎるとγ′相の析出量が少なく、十分な高
温強度が得られない。一方、添加しすぎるとη相
（Ni3Ti）が析出し、強度が低下する。そこで、
添加量は2.0〜3.5％の範囲に限定した。 Al（アルミニウム）：0.2〜1.5％ AlはTiおよびNbと同様、γ′相の主構成元素で
ある。しかし、添加量が少なすぎるとγ′相が不安
定となつてη相が析出し、強度の低下を招く。そ
して、これを阻止するためには0.2％以上添加す
ることが必要である。 逆に、添加しすぎるとγ′相とマトリツクスとの
整合性が高まつて整合歪が減少し、十分な短時間
強度が得られなくなる。また、Alの過剰添加は
製造性を著しく低下させる。これらの理由から、
上限を1.5％に限定した。 Ｂ（ボロン）：0.0010〜0.020％ Ｂは結晶粒界に偏析してクリープ強度を高める
ほか、粒界へのη相の析出を抑制する働きがあ
る。このような効果を得るためには0.0010％以上
添加する必要があるが、添加しすぎると熱間加工
性を極端に低下させるため、上限を0.020％とし
た。 Mg（マグネシウム）：0.001〜0.030％、Ca（カルシ
ウム）：0.001〜0.030％、REM（希土類元素）：
0.001〜0.050％のうちの１種または２種以上 これらの元素は、いずれも、溶解時に脱酸・脱
硫元素として作用するほか、残留いおうＳを硫化
物として固定し、熱間加工性を著しく改善する。
また、これと同時にクリープ破断強度および破断
伸びをも向上させる効果がある。さらに、REM
は耐酸化性の改善にも役立つ。しかし、いずれの
元素も、添加しすぎると熱間加工性を著しく損う
ため、Mgにあつては0.001〜0.030％、Caにあつ
ては0.001〜0.030％、REMにあつては0.001〜
0.050％の範囲に限定した。 （実施例） 次に本発明の実施例を比較例とともにあげて、
本発明のFe−Ni基排気バルブ用合金の特性を具
体的に説明する。 第１表に示す化学成分の合金を高周波真空誘導
炉で溶製し、それぞれ30Kgのインゴツトに鋳造し
た。
【表】
次に、1150℃で16時間のソーキング処理したイ
ンゴツトから試験片を採取し、高速高温引張試験
を行つて熱間加工性を調査した。また、ソーキン
グ処理を施したインゴツトの一部を1150〜950℃
の温度域で鍛伸および圧延により直径16mmの丸棒
とし、高温引張特性および耐食性を評価する供試
材とした。なお、高温引張特性および耐食性を評
価する供試材には固溶化処理（1050℃×30分加熱
→油冷）および時効処理（750℃×４時間加熱→
空冷）を施した。 (1) 高温引張特性 エンジンバルブは作動中にバルブスプリングの
反発力によつて繰返し打撃を受けるため、バルブ
材には作動温度付近における高温での引張特性が
優れていることを要求される。 第２表に、本発明合金（No.３〜７）および比較
合金（No.１，２，11〜14）の800℃における高温
での引張試験結果を示す。
ンゴツトから試験片を採取し、高速高温引張試験
を行つて熱間加工性を調査した。また、ソーキン
グ処理を施したインゴツトの一部を1150〜950℃
の温度域で鍛伸および圧延により直径16mmの丸棒
とし、高温引張特性および耐食性を評価する供試
材とした。なお、高温引張特性および耐食性を評
価する供試材には固溶化処理（1050℃×30分加熱
→油冷）および時効処理（750℃×４時間加熱→
空冷）を施した。 (1) 高温引張特性 エンジンバルブは作動中にバルブスプリングの
反発力によつて繰返し打撃を受けるため、バルブ
材には作動温度付近における高温での引張特性が
優れていることを要求される。 第２表に、本発明合金（No.３〜７）および比較
合金（No.１，２，11〜14）の800℃における高温
での引張試験結果を示す。
【表】
第２表に示すように、800℃における本発明合
金（No.３〜７）の0.2％耐力および引張強さは現
用Ni基耐熱合金（No.14）（Inconel751相当）とほ
ぼ同等である。また、本発明合金の強度はNbを
含有しない比較合金（No.12）およびTi含有量の
少ない比較合金（No.13）のそれに比べてまさつて
おり、高温でのクリープ破断強度が高いことが確
かめられた。 また、本発明合金において、Tiはγ′相の主形成
元素であつて、高温強度を維持するのに重要な元
素であり、このため２，０％以上含有させること
としているが、添加しすぎるとη相（Ni3Ti）が
結晶粒界に析出して強度が低下するので、3.5％
以下としている。 そこで、このようなTi添加量による高温引張
特性への影響を調べるために、第１表のNo.６合金
において、Ti含有量を変化させた合金について、
上記と同様に800℃における高温引張試験を行つ
てそれぞれの高温引張特性（0.2％耐力、引張強
さ、伸び、絞り）を調べたところ、第１図に示す
結果であつた。 第１図に示した結果より明らかなように、Ti
含有量が１％から３％程度へと増加するにつれて
γ′相の析出量が増大して高温引張特性のうち0.2
％耐力、引張強さは向上するが、Ti含有量が４
％程度と多くなりすぎるとη相（Ni3Ti）が結晶
粒界に析出して脆くすることにより高温引張特性
が低下することが明らかであり、γ′相の析出増大
とη相の析出抑制の観点からTi含有量は2.0〜3.5
％の範囲として良好なる高温引張特性、高温での
クリープ破断強度を得ることができるようにする
のが好ましいことが確かめられた。 (2) 高温耐食性 燃料として、オクタン価を高めるために四エチ
ル鉛（（C2H5）4Pb）を添加したガソリンが使用さ
れる場合がある。このような加鉛ガソリンを使用
すると、燃焼生成物として酸化鉛（PbO）がで
き、これがバルブ表面に付着して高温腐食（PbO
アタツク）を生じることがある。そのため、バル
ブ材においては耐PbOアタツク性も重要な特性と
されている。 そこで、本発明合金についてもPbO中での腐食
試験（920℃×１時間）を行つた。その結果を第
３表に示す。
金（No.３〜７）の0.2％耐力および引張強さは現
用Ni基耐熱合金（No.14）（Inconel751相当）とほ
ぼ同等である。また、本発明合金の強度はNbを
含有しない比較合金（No.12）およびTi含有量の
少ない比較合金（No.13）のそれに比べてまさつて
おり、高温でのクリープ破断強度が高いことが確
かめられた。 また、本発明合金において、Tiはγ′相の主形成
元素であつて、高温強度を維持するのに重要な元
素であり、このため２，０％以上含有させること
としているが、添加しすぎるとη相（Ni3Ti）が
結晶粒界に析出して強度が低下するので、3.5％
以下としている。 そこで、このようなTi添加量による高温引張
特性への影響を調べるために、第１表のNo.６合金
において、Ti含有量を変化させた合金について、
上記と同様に800℃における高温引張試験を行つ
てそれぞれの高温引張特性（0.2％耐力、引張強
さ、伸び、絞り）を調べたところ、第１図に示す
結果であつた。 第１図に示した結果より明らかなように、Ti
含有量が１％から３％程度へと増加するにつれて
γ′相の析出量が増大して高温引張特性のうち0.2
％耐力、引張強さは向上するが、Ti含有量が４
％程度と多くなりすぎるとη相（Ni3Ti）が結晶
粒界に析出して脆くすることにより高温引張特性
が低下することが明らかであり、γ′相の析出増大
とη相の析出抑制の観点からTi含有量は2.0〜3.5
％の範囲として良好なる高温引張特性、高温での
クリープ破断強度を得ることができるようにする
のが好ましいことが確かめられた。 (2) 高温耐食性 燃料として、オクタン価を高めるために四エチ
ル鉛（（C2H5）4Pb）を添加したガソリンが使用さ
れる場合がある。このような加鉛ガソリンを使用
すると、燃焼生成物として酸化鉛（PbO）がで
き、これがバルブ表面に付着して高温腐食（PbO
アタツク）を生じることがある。そのため、バル
ブ材においては耐PbOアタツク性も重要な特性と
されている。 そこで、本発明合金についてもPbO中での腐食
試験（920℃×１時間）を行つた。その結果を第
３表に示す。
【表】
第３表に示すように、本発明合金（No.３〜７の
耐PbOアタツク性は現用Ni基耐熱合金（No.14）
のそれとはほぼ同等であり、比較合金（No.１，
２）よりもかなり優れている。 なお、比較合金（No.11）の腐食減量は著しく多
い。これは耐PbOアタツク性に効果のあるNi含
有量が比較合金（No.１，２）よりもさらに少ない
ことが原因である。 また、ガソリンとともに、エンジンオイルの一
部が燃焼すると、バルブ表面に付着する燃焼生成
物は純粋なPbOであることは少なく、硫酸鉛
（PbSO4）が混在することが多い。しかも、PbO
とPbSO4とが共存すると、腐食は一段と激しく起
るといわれている。 そこで、本発明合金についても、PbOとPbSO4
との混合灰（PbO：PbSO4＝６：４）中での腐食
試験（920℃×１時間）を行つた。その結果を第
４表に示す。
耐PbOアタツク性は現用Ni基耐熱合金（No.14）
のそれとはほぼ同等であり、比較合金（No.１，
２）よりもかなり優れている。 なお、比較合金（No.11）の腐食減量は著しく多
い。これは耐PbOアタツク性に効果のあるNi含
有量が比較合金（No.１，２）よりもさらに少ない
ことが原因である。 また、ガソリンとともに、エンジンオイルの一
部が燃焼すると、バルブ表面に付着する燃焼生成
物は純粋なPbOであることは少なく、硫酸鉛
（PbSO4）が混在することが多い。しかも、PbO
とPbSO4とが共存すると、腐食は一段と激しく起
るといわれている。 そこで、本発明合金についても、PbOとPbSO4
との混合灰（PbO：PbSO4＝６：４）中での腐食
試験（920℃×１時間）を行つた。その結果を第
４表に示す。
【表】
第４表に示すように、本発明合金の耐（PbO＋
PbSO4）アタツク性は現用Ni基耐熱合金（No.14）
に比較して優れている。これは、SO4 -2イオンが
存在する場合にはNi量が高い合金ほど耐食性が
低くなることに起因している。そこで、本発明に
おいては、耐PbOと耐（PbO＋PbSO4）アタツク
性との両特性を考慮してNi量の組成範囲（60超
過〜65％）に限定した。 (3) 熱間加工性 一般に、グリーブル試験機による高温高速引張
試験において、絞り値が50％以上得られる温度域
が圧延可能といわれている。従つて、その温度域
が広いほど熱間加工性が優れていると判断できる
ので、ここでは本発明合金No.３，８〜10について
試験を行い、その温度幅を求めた。その結果を第
５表に示す。
PbSO4）アタツク性は現用Ni基耐熱合金（No.14）
に比較して優れている。これは、SO4 -2イオンが
存在する場合にはNi量が高い合金ほど耐食性が
低くなることに起因している。そこで、本発明に
おいては、耐PbOと耐（PbO＋PbSO4）アタツク
性との両特性を考慮してNi量の組成範囲（60超
過〜65％）に限定した。 (3) 熱間加工性 一般に、グリーブル試験機による高温高速引張
試験において、絞り値が50％以上得られる温度域
が圧延可能といわれている。従つて、その温度域
が広いほど熱間加工性が優れていると判断できる
ので、ここでは本発明合金No.３，８〜10について
試験を行い、その温度幅を求めた。その結果を第
５表に示す。
【表】
第５表に示すように、Mg，CaおよびREMの
いずれも含まない合金No.３に比べ、それらの元素
のいずれかを含む合金No.８〜10の熱間加工可能な
温度幅は広く、熱間加工性が大幅に改善されるこ
とが明らかである。 （発明の効果） 以上説明してきたように、この発明による排気
バルブ用合金は、重量％で、Ｃ：0.01〜0.15％、
Si：2.0％以下、Mn：2.5％以下、Ni：60超過〜
65％、Cr：15〜25％、Nb：0.3〜3.0％、Ti：2.0
〜3.5％、Al：0.2〜1.5％、Ｂ：0.0010〜0.020％、
および必要に応じて、Mg：0.001〜0.030％、
Ca：0.001〜0.030％、REM：0.001〜0.050％のう
ちの１種または２種以上、残部実質的にFeから
なるものであるから、高温強度および高温耐食性
とくに耐PbOアタツク性およびPbO＋PbSO4混在
雰囲気中での耐食性にすぐれ、しかも従来のNi
基耐熱合金ほど高価なNiを含有せずコストの低
下を実現することができるという非常にすぐれた
効果を有している。
いずれも含まない合金No.３に比べ、それらの元素
のいずれかを含む合金No.８〜10の熱間加工可能な
温度幅は広く、熱間加工性が大幅に改善されるこ
とが明らかである。 （発明の効果） 以上説明してきたように、この発明による排気
バルブ用合金は、重量％で、Ｃ：0.01〜0.15％、
Si：2.0％以下、Mn：2.5％以下、Ni：60超過〜
65％、Cr：15〜25％、Nb：0.3〜3.0％、Ti：2.0
〜3.5％、Al：0.2〜1.5％、Ｂ：0.0010〜0.020％、
および必要に応じて、Mg：0.001〜0.030％、
Ca：0.001〜0.030％、REM：0.001〜0.050％のう
ちの１種または２種以上、残部実質的にFeから
なるものであるから、高温強度および高温耐食性
とくに耐PbOアタツク性およびPbO＋PbSO4混在
雰囲気中での耐食性にすぐれ、しかも従来のNi
基耐熱合金ほど高価なNiを含有せずコストの低
下を実現することができるという非常にすぐれた
効果を有している。
第１図はTi含有量による高温引張特性（80℃
での0.2％耐力、引張強さ、伸び、絞り）への影
響を調べた結果を示すグラフである。
での0.2％耐力、引張強さ、伸び、絞り）への影
響を調べた結果を示すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量％で、Ｃ：0.01〜0.15％、Si：2.0％以
下、Mn：2.5％以下、Ni：60超過〜65％、Cr：
15〜25％、Nb：0.3〜3.0％、Ti：2.0〜3.5％、
Al：0.2〜1.5％、Ｂ：0.0010〜0.020％、残部実質
的にFeからなることを特徴とする排気バルブ用
合金。 ２ 重量％で、Ｃ：0.01〜0.15％、Si：2.0％以
下、Mn：2.5％以下、Ni：60超過〜65％、Cr：
15〜25％、Nb：0.3〜3.0％、Ti：2.0〜3.5％、
Al：0.2〜1.5％、Ｂ：0.0010〜0.020％、および
Mg：0.001〜0.030％、Ca：0.001〜0.030％、
REM：0.001〜0.050％のうちの１種または２種以
上、残部実質的にFeからなることを特徴とする
排気バルブ用合金。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59065280A JPS60211028A (ja) | 1984-04-03 | 1984-04-03 | 排気バルブ用合金 |
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| US06/719,102 US4631169A (en) | 1984-04-03 | 1985-04-02 | Alloys for exhaust valves |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59065280A JPS60211028A (ja) | 1984-04-03 | 1984-04-03 | 排気バルブ用合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60211028A JPS60211028A (ja) | 1985-10-23 |
| JPH0478705B2 true JPH0478705B2 (ja) | 1992-12-11 |
Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP59065280A Granted JPS60211028A (ja) | 1984-04-03 | 1984-04-03 | 排気バルブ用合金 |
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| JP (1) | JPS60211028A (ja) |
| DE (1) | DE3511860A1 (ja) |
| GB (1) | GB2158460B (ja) |
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| DE102014001329B4 (de) | 2014-02-04 | 2016-04-28 | VDM Metals GmbH | Verwendung einer aushärtenden Nickel-Chrom-Titan-Aluminium-Legierung mit guter Verschleißbeständigkeit, Kriechfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Verarbeitbarkeit |
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| US3573901A (en) * | 1968-07-10 | 1971-04-06 | Int Nickel Co | Alloys resistant to stress-corrosion cracking in leaded high purity water |
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| CA1109297A (en) * | 1976-10-12 | 1981-09-22 | David S. Duvall | Age hardenable nickel superalloy welding wires containing manganese |
| JPS5684445A (en) * | 1979-12-10 | 1981-07-09 | Aichi Steel Works Ltd | Heat-resistant alloy having excellent corrosion resistance at high temperature |
| US4379120B1 (en) * | 1980-07-28 | 1999-08-24 | Crs Holdings Inc | Sulfidation resistant nickel-iron base alloy |
| JPS58185741A (ja) * | 1982-04-23 | 1983-10-29 | Aichi Steel Works Ltd | 高温耐食性合金 |
| JPS6070155A (ja) * | 1983-09-28 | 1985-04-20 | Hitachi Metals Ltd | 排気弁用Νｉ基合金 |
-
1984
- 1984-04-03 JP JP59065280A patent/JPS60211028A/ja active Granted
-
1985
- 1985-04-01 DE DE19853511860 patent/DE3511860A1/de active Granted
- 1985-04-02 US US06/719,102 patent/US4631169A/en not_active Expired - Fee Related
- 1985-04-02 GB GB08508591A patent/GB2158460B/en not_active Expired
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2158460B (en) | 1988-05-25 |
| DE3511860A1 (de) | 1985-10-10 |
| DE3511860C2 (ja) | 1993-03-11 |
| GB8508591D0 (en) | 1985-05-09 |
| US4631169A (en) | 1986-12-23 |
| JPS60211028A (ja) | 1985-10-23 |
| GB2158460A (en) | 1985-11-13 |
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|---|---|---|---|
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