JPH06240415A - ドーピングされたアルミ化鉄をベースにした耐酸化性および耐腐食性の合金とその合金の使用 - Google Patents
ドーピングされたアルミ化鉄をベースにした耐酸化性および耐腐食性の合金とその合金の使用Info
- Publication number
- JPH06240415A JPH06240415A JP6006352A JP635294A JPH06240415A JP H06240415 A JPH06240415 A JP H06240415A JP 6006352 A JP6006352 A JP 6006352A JP 635294 A JP635294 A JP 635294A JP H06240415 A JPH06240415 A JP H06240415A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- oxidation
- boron
- iron
- chromium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 73
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 73
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title claims abstract description 28
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 title claims abstract description 26
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 229910021326 iron aluminide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 10
- UJXVAJQDLVNWPS-UHFFFAOYSA-N [Al].[Al].[Al].[Fe] Chemical compound [Al].[Al].[Al].[Fe] UJXVAJQDLVNWPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 14
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims abstract description 13
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 4
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 2
- 229910017372 Fe3Al Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 5
- QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N B#[Ti]#B Chemical compound B#[Ti]#B QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910033181 TiB2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 4
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 2
- YPFNIPKMNMDDDB-UHFFFAOYSA-K 2-[2-[bis(carboxylatomethyl)amino]ethyl-(2-hydroxyethyl)amino]acetate;iron(3+) Chemical compound [Fe+3].OCCN(CC([O-])=O)CCN(CC([O-])=O)CC([O-])=O YPFNIPKMNMDDDB-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000760 Hardened steel Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 229910000856 hastalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001293 incoloy Inorganic materials 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、７００℃を越える温度においても
高い酸化および腐食耐性によって優れており、好ましく
は高い温度とわずかな機械的な負荷の元で酸化および腐
食作用にさらされる構成部材に使用する合金を提供する
ことを目的とする。 【構成】 本発明の合金はドーピングされたアルミ化鉄
ＦｅＡｌ3 をベースにして、次の原子パーセントの合金
構成要素を有するものである。 ２４ 〜２８ アルミニウム ０．１〜 ２ ニオブ、タンタルおよび／またはタン
グステン ０．１〜１０ クロム ０．１〜 ２ 珪素 ０．１〜 ５ ホウ素 ０．０１〜２ チタン 残り 鉄
高い酸化および腐食耐性によって優れており、好ましく
は高い温度とわずかな機械的な負荷の元で酸化および腐
食作用にさらされる構成部材に使用する合金を提供する
ことを目的とする。 【構成】 本発明の合金はドーピングされたアルミ化鉄
ＦｅＡｌ3 をベースにして、次の原子パーセントの合金
構成要素を有するものである。 ２４ 〜２８ アルミニウム ０．１〜 ２ ニオブ、タンタルおよび／またはタン
グステン ０．１〜１０ クロム ０．１〜 ２ 珪素 ０．１〜 ５ ホウ素 ０．０１〜２ チタン 残り 鉄
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はドーピングされたアルミ
化鉄をベースにした耐酸化性および耐腐食性の合金とそ
の合金の使用に関するものである。ドーピングされたア
ルミ化鉄Ｆｅ3 Ａｌをベースにした耐酸化性および耐腐
食性の合金は、熱的機械の熱的に大きな負荷と酸化およ
び／または腐食作用を受ける部分に使用することができ
る。その場合にこれらはだんだんと酸化物拡散硬化され
た鋼およびニッケルベースの超合金の代わりをするよう
になって来ている。
化鉄をベースにした耐酸化性および耐腐食性の合金とそ
の合金の使用に関するものである。ドーピングされたア
ルミ化鉄Ｆｅ3 Ａｌをベースにした耐酸化性および耐腐
食性の合金は、熱的機械の熱的に大きな負荷と酸化およ
び／または腐食作用を受ける部分に使用することができ
る。その場合にこれらはだんだんと酸化物拡散硬化され
た鋼およびニッケルベースの超合金の代わりをするよう
になって来ている。
【０００２】
【従来の技術】本発明においては、鉄、アルミニウム、
並びに他の合金構成要素として少なくともニオブ、クロ
ム、ケイ素およびホウ素を含むドーピングされたアルミ
化鉄をベースにした耐酸化性および耐腐食性の合金を基
にしている。例えば、米国特許第５１５８７４４号から
知られたこの種の合金は構成要素として２４〜２８Ａｔ
％のアルミニウム、０．１〜２Ａｔ％のニオブ、０．１
〜１０Ａｔ％のクロム、０．１〜１Ａｔ％のホウ素、
０．１〜２Ａｔ％のケイ素および残りとして鉄を含んで
いる。この公知の合金は３００〜７００℃の温度領域に
おいて大きな酸化及び腐食耐性と充分な耐熱性によって
優れている。さらにこの合金は室温において多数の使用
目的に充分な伸度を有する。
並びに他の合金構成要素として少なくともニオブ、クロ
ム、ケイ素およびホウ素を含むドーピングされたアルミ
化鉄をベースにした耐酸化性および耐腐食性の合金を基
にしている。例えば、米国特許第５１５８７４４号から
知られたこの種の合金は構成要素として２４〜２８Ａｔ
％のアルミニウム、０．１〜２Ａｔ％のニオブ、０．１
〜１０Ａｔ％のクロム、０．１〜１Ａｔ％のホウ素、
０．１〜２Ａｔ％のケイ素および残りとして鉄を含んで
いる。この公知の合金は３００〜７００℃の温度領域に
おいて大きな酸化及び腐食耐性と充分な耐熱性によって
優れている。さらにこの合金は室温において多数の使用
目的に充分な伸度を有する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、７０
０℃より高い温度においても大きな酸化および腐食耐性
によって優れた、ドーピングされたアルミ化鉄をベース
にした合金を開発することである。また、本発明の課題
は、この合金の適切な使用である。
０℃より高い温度においても大きな酸化および腐食耐性
によって優れた、ドーピングされたアルミ化鉄をベース
にした合金を開発することである。また、本発明の課題
は、この合金の適切な使用である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】したがって、本発明は、
鉄、アルミニウム、並びに他の合金構成要素として少な
くともニオブ、クロム、ケイ素およびホウ素を含むドー
ピングされたアルミ化鉄をベースにした耐酸化性および
耐腐食性の合金を提案するものである。
鉄、アルミニウム、並びに他の合金構成要素として少な
くともニオブ、クロム、ケイ素およびホウ素を含むドー
ピングされたアルミ化鉄をベースにした耐酸化性および
耐腐食性の合金を提案するものである。
【０００５】
【作用】本発明による合金は、例えば１２００℃の高い
温度において酸化と腐食耐性に優れており、これは一般
に従来技術に示す合金のそれをはるかに上回るものであ
る。同時に本発明による合金は鋳造あるいは鋳造と圧延
によって安価に製造することができる。本発明による合
金の他の利点は、その構成要素が専ら、比較的各安で、
戦略的−政治的な影響に関係なく自由に使用できる金属
を有することにある。本発明による合金はさらに、熱的
なターボ機械における所定の使用のための、充分な強度
と伸度で比較的薄いわずか６．５ｇ／立方センチメート
ルの密度を有する。
温度において酸化と腐食耐性に優れており、これは一般
に従来技術に示す合金のそれをはるかに上回るものであ
る。同時に本発明による合金は鋳造あるいは鋳造と圧延
によって安価に製造することができる。本発明による合
金の他の利点は、その構成要素が専ら、比較的各安で、
戦略的−政治的な影響に関係なく自由に使用できる金属
を有することにある。本発明による合金はさらに、熱的
なターボ機械における所定の使用のための、充分な強度
と伸度で比較的薄いわずか６．５ｇ／立方センチメート
ルの密度を有する。
【０００６】
【実施例】次に、図１によって詳細に示す実施例を用い
て本発明を説明する。図に記載された合金Ｉ、II、III
およびIVは次の組成を有する。 合金Ｉ（本発明の好ましい実施例による合金）： 構成要素 重量％ 原子％ アルミニウム １６．３８ ２８ ニオブ ２．０１ １ クロム ５．６４ ５ ケイ素 ０．６１ １ ホウ素 ０．７４ ３．１５ チタン １．３８ １．３３ 鉄 残り 残り
て本発明を説明する。図に記載された合金Ｉ、II、III
およびIVは次の組成を有する。 合金Ｉ（本発明の好ましい実施例による合金）： 構成要素 重量％ 原子％ アルミニウム １６．３８ ２８ ニオブ ２．０１ １ クロム ５．６４ ５ ケイ素 ０．６１ １ ホウ素 ０．７４ ３．１５ チタン １．３８ １．３３ 鉄 残り 残り
【０００７】合金II（高い温度において良好な特性を有
する、「Ｉｎｃｏｌｏｙ」の商標とＭＡ９５６の記号で
市販されている耐酸化および腐食性合金）： ２０重量％クロム、４．５重量％アルミニウム、０．５
重量％チタン、０．５重量％酸化イットリウムＹ
2 Ｏ3 、残りは鉄 合金III （米国特許第５１５８７４４号に示す従来技術
による合金） 構成要素 重量％ 原子％ アルミニウム １５．９２ ２８ ニオブ １．９６ １ クロム ５．４８ ５ ケイ素 ０．５６ １ ホウ素 ０．１１ ０．５ 鉄 残り 残り
する、「Ｉｎｃｏｌｏｙ」の商標とＭＡ９５６の記号で
市販されている耐酸化および腐食性合金）： ２０重量％クロム、４．５重量％アルミニウム、０．５
重量％チタン、０．５重量％酸化イットリウムＹ
2 Ｏ3 、残りは鉄 合金III （米国特許第５１５８７４４号に示す従来技術
による合金） 構成要素 重量％ 原子％ アルミニウム １５．９２ ２８ ニオブ １．９６ １ クロム ５．４８ ５ ケイ素 ０．５６ １ ホウ素 ０．１１ ０．５ 鉄 残り 残り
【０００８】合金IV（高い温度において良好な特性を有
する、「Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ」の商標でＸの記号で市販
されている耐酸化および腐食性合金）： ２２重量％のクロム、１８．５重量％の鉄、１．５重量
％のコバルト、９重量％のモリブデン、０．６重量％の
タングステン、０．５重量％のマンガン、０．５重量％
のケイ素、０．１重量％の炭素、残りニッケル。 合金ＩとIII並びに合金Ｉに記載された構成要素と３０
０ｐｐｍのＣと１００ｐｐｍのＺｒを有する合金は、保
護ガスとしてアルゴンを使用してアーク炉内で熔錬され
た。母材としては９９％以上の純度を有する個々の元素
が使用された。溶融体は直径約６０ｍｍで高さ約８０ｍ
ｍの鋳物として鋳型された。この鋳物が真空下で再度完
全に溶かされて、同様に真空下で直径約１２ｍｍで長さ
約１５０ｍｍの丸棒の形状に、あるいは約１２ｍｍの最
小直径と約３０ｍｍの最大直径および約１２０ｍｍ長さ
の半球形状に鋳型された。これから、かつ合金IIとIVか
ら引っ張り試験用の試料と数平方センチメートルの表面
と約１〜２ｍｍ厚さのプレートが形成された。
する、「Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ」の商標でＸの記号で市販
されている耐酸化および腐食性合金）： ２２重量％のクロム、１８．５重量％の鉄、１．５重量
％のコバルト、９重量％のモリブデン、０．６重量％の
タングステン、０．５重量％のマンガン、０．５重量％
のケイ素、０．１重量％の炭素、残りニッケル。 合金ＩとIII並びに合金Ｉに記載された構成要素と３０
０ｐｐｍのＣと１００ｐｐｍのＺｒを有する合金は、保
護ガスとしてアルゴンを使用してアーク炉内で熔錬され
た。母材としては９９％以上の純度を有する個々の元素
が使用された。溶融体は直径約６０ｍｍで高さ約８０ｍ
ｍの鋳物として鋳型された。この鋳物が真空下で再度完
全に溶かされて、同様に真空下で直径約１２ｍｍで長さ
約１５０ｍｍの丸棒の形状に、あるいは約１２ｍｍの最
小直径と約３０ｍｍの最大直径および約１２０ｍｍ長さ
の半球形状に鋳型された。これから、かつ合金IIとIVか
ら引っ張り試験用の試料と数平方センチメートルの表面
と約１〜２ｍｍ厚さのプレートが形成された。
【０００９】引っ張り試験は温度に従って実施された。
それに基づいて本発明による合金Ｉに関して引っ張り強
度、伸長および伸び率の特性が明らかにされ、それは室
温において、および約７００℃を越える温度において合
金IIIの相当する特性と比較し得るものであった。約６
００℃〜８００℃の温度の下方では合金IIとIVの方が合
金Ｉより良好な引っ張り強度、伸長および伸び率の特性
を示した。しかし合金Ｉは上述の温度領域の上方では２
つの合金IIとIVよりもより大きい伸び率を有した。鋳物
から形成された合金Ｉ、II、III およびIVのプレートは
空気の元で１２００℃まで加熱された。その場合に酸化
および／または腐食によってもたらされた、各プレート
の質量損失あるいは質量増加が所定の時間ステップの
後、特に約１５、３０、１０８、１３０、１４５および
５００h の後に熱重量分析的に求められた。各プレート
の表面積Ａ0 ［平方センチメートル］の大きさに関す
る、質量損失−δｗ［ｍｇ］ないしは質量増加δｗ［ｍ
ｇ］が合金Ｉ〜IVの酸化および腐食耐性の尺度となる。
それに基づいて本発明による合金Ｉに関して引っ張り強
度、伸長および伸び率の特性が明らかにされ、それは室
温において、および約７００℃を越える温度において合
金IIIの相当する特性と比較し得るものであった。約６
００℃〜８００℃の温度の下方では合金IIとIVの方が合
金Ｉより良好な引っ張り強度、伸長および伸び率の特性
を示した。しかし合金Ｉは上述の温度領域の上方では２
つの合金IIとIVよりもより大きい伸び率を有した。鋳物
から形成された合金Ｉ、II、III およびIVのプレートは
空気の元で１２００℃まで加熱された。その場合に酸化
および／または腐食によってもたらされた、各プレート
の質量損失あるいは質量増加が所定の時間ステップの
後、特に約１５、３０、１０８、１３０、１４５および
５００h の後に熱重量分析的に求められた。各プレート
の表面積Ａ0 ［平方センチメートル］の大きさに関す
る、質量損失−δｗ［ｍｇ］ないしは質量増加δｗ［ｍ
ｇ］が合金Ｉ〜IVの酸化および腐食耐性の尺度となる。
【００１０】唯一の図においては商δｗ／Ａ0 によって
シミュレートされた、合金Ｉ〜IVの酸化および腐食特性
が１２００℃の周囲温度において時間ｔ［ｈ］に従って
示されている。そこから明らかなように、１２００℃に
おいては合金IVはわずかの時間の後にすでに著しく酸化
されかつ／または腐食されている。合金III は５００h
の後にはすでに本発明により形成された合金Ｉの倍激し
く酸化および／または腐食されており、それに対して比
較的高価でかつ鋳造できないことによって加工が難しい
合金IIは１２００℃において合金Ｉと比較し得る酸化お
よび／または腐食耐性を有する。しかし、合金Ｉと同一
の構成要素を有し、さらに３００ｐｐｍの炭素と１００
ｐｐｍのジルコニウムを含む、本発明により形成された
合金の場合にも同様な酸化および腐食耐性が認められ
る。この合金はさらにわずかに強度が増加し、かつ溶接
性が改良されることによって優れている。
シミュレートされた、合金Ｉ〜IVの酸化および腐食特性
が１２００℃の周囲温度において時間ｔ［ｈ］に従って
示されている。そこから明らかなように、１２００℃に
おいては合金IVはわずかの時間の後にすでに著しく酸化
されかつ／または腐食されている。合金III は５００h
の後にはすでに本発明により形成された合金Ｉの倍激し
く酸化および／または腐食されており、それに対して比
較的高価でかつ鋳造できないことによって加工が難しい
合金IIは１２００℃において合金Ｉと比較し得る酸化お
よび／または腐食耐性を有する。しかし、合金Ｉと同一
の構成要素を有し、さらに３００ｐｐｍの炭素と１００
ｐｐｍのジルコニウムを含む、本発明により形成された
合金の場合にも同様な酸化および腐食耐性が認められ
る。この合金はさらにわずかに強度が増加し、かつ溶接
性が改良されることによって優れている。
【００１１】本発明による合金は、アルミニウム含有量
が少なくとも２４、かつ最大で２８Ａｔ％になった場合
に良好な酸化および腐食耐性を有する。アルミニウム含
有量が２４Ａｔ％より低下すると、本発明による合金の
酸化および腐食耐性は劣化する。アルミニウム含有量が
２８Ａｔ％より大きくなると、合金がだんだんと脆くな
る。クロムを０．１〜１０Ａｔ％一緒に合金化すること
によって酸化および腐食耐性がさらに向上する。しかし
１０Ａｔ％より多くのクロムを添加すると一般に機械的
特性がまた劣化してしまう。ニオブを０．１〜２Ａｔ％
一緒に合金化することによって本発明による合金の硬度
と強度が増大する。伸長性（伸び率）は１Ａｔ％のニオ
ブ添加した場合に最大値となった。ニオブに加えて、あ
るいはその代わりにタングステンおよび／またはタンタ
ルを０．１〜２Ａｔ％の割合で一緒に合金化することも
できる。
が少なくとも２４、かつ最大で２８Ａｔ％になった場合
に良好な酸化および腐食耐性を有する。アルミニウム含
有量が２４Ａｔ％より低下すると、本発明による合金の
酸化および腐食耐性は劣化する。アルミニウム含有量が
２８Ａｔ％より大きくなると、合金がだんだんと脆くな
る。クロムを０．１〜１０Ａｔ％一緒に合金化すること
によって酸化および腐食耐性がさらに向上する。しかし
１０Ａｔ％より多くのクロムを添加すると一般に機械的
特性がまた劣化してしまう。ニオブを０．１〜２Ａｔ％
一緒に合金化することによって本発明による合金の硬度
と強度が増大する。伸長性（伸び率）は１Ａｔ％のニオ
ブ添加した場合に最大値となった。ニオブに加えて、あ
るいはその代わりにタングステンおよび／またはタンタ
ルを０．１〜２Ａｔ％の割合で一緒に合金化することも
できる。
【００１２】０．１〜２Ａｔ％の割合のケイ素が本発明
による合金の鋳造性を改良し、かつその酸化および腐食
耐性に好ましい作用を与える。さらにケイ素は硬度を増
加させるように作用する。０．１〜５Ａｔ％のホウ素と
０．０１〜２Ａｔ％のチタンを一緒に合金化することに
よって本発明による合金の酸化および腐食耐性は著しく
向上する。このことは特に、そうすると合金内に細かく
分配された２ホウ化チタンＴｉＢ2 が形成されることに
よってもたらされる。温度が高く、かつ酸化および腐食
を行う条件の元では本発明による合金の表面上に主とし
てアルミニウム酸化物を含む保護層が形成される。２ホ
ウ化チタン相はこの保護層を本質的に安定化させるのに
寄与し、それは２ホウ化チタン相が合金からなるほぼニ
ードル状の結晶の形状で保護層に作用し、かつそれによ
って保護層がその下にある合金に特に良好に付着するこ
とによってもたらされる。ホウ素の割合は５Ａｔ％より
多くなってはならず、チタンの割合は２Ａｔ％より多く
なってはならない。というのはそうでないと余りにも多
くの２ホウ化チタンが形成され、かつ合金が脆くなって
しまうからである。ホウ素の割合が０．１Ａｔ％より低
く、かつチタンの割合が０．０１Ａｔ％より低い場合に
は、本発明による合金の酸化および腐食耐性が著しく劣
化する。１Ａｔ％より多く、しかし最大でも５Ａｔ％の
ホウ素割合が良好であることが明らかにされている。
による合金の鋳造性を改良し、かつその酸化および腐食
耐性に好ましい作用を与える。さらにケイ素は硬度を増
加させるように作用する。０．１〜５Ａｔ％のホウ素と
０．０１〜２Ａｔ％のチタンを一緒に合金化することに
よって本発明による合金の酸化および腐食耐性は著しく
向上する。このことは特に、そうすると合金内に細かく
分配された２ホウ化チタンＴｉＢ2 が形成されることに
よってもたらされる。温度が高く、かつ酸化および腐食
を行う条件の元では本発明による合金の表面上に主とし
てアルミニウム酸化物を含む保護層が形成される。２ホ
ウ化チタン相はこの保護層を本質的に安定化させるのに
寄与し、それは２ホウ化チタン相が合金からなるほぼニ
ードル状の結晶の形状で保護層に作用し、かつそれによ
って保護層がその下にある合金に特に良好に付着するこ
とによってもたらされる。ホウ素の割合は５Ａｔ％より
多くなってはならず、チタンの割合は２Ａｔ％より多く
なってはならない。というのはそうでないと余りにも多
くの２ホウ化チタンが形成され、かつ合金が脆くなって
しまうからである。ホウ素の割合が０．１Ａｔ％より低
く、かつチタンの割合が０．０１Ａｔ％より低い場合に
は、本発明による合金の酸化および腐食耐性が著しく劣
化する。１Ａｔ％より多く、しかし最大でも５Ａｔ％の
ホウ素割合が良好であることが明らかにされている。
【００１３】同時に機械的な特性が良好である場合の特
に良好な酸化および腐食耐性は、次に示す合金構成要素
を有する本発明による合金によって達成される。 アルミニウム ２６ 〜２８ Ａｔ％ ニオブ ０．５〜 １．５ Ａｔ％ クロム ３ 〜 ７ Ａｔ％ 珪素 ０．５〜 １．５ Ａｔ％ ホウ素 ２ 〜 ４ Ａｔ％ チタン ０．５〜 １．５ Ａｔ％ 残りは鉄と場合によっては１００〜５００ｐｐｍの炭素
および／または５０〜２００ｐｐｍのジルコニウムであ
る。本発明による合金は好ましくは、高い温度とわずか
な機械的な負荷の元で酸化および腐食作用にさらされる
構成部材に適している。この種の構成部材は熱ガス流を
案内するために特に効果的に用いることができ、かつ例
えば特にガスタービン用の、燃焼室の内張りとして形成
することができる。
に良好な酸化および腐食耐性は、次に示す合金構成要素
を有する本発明による合金によって達成される。 アルミニウム ２６ 〜２８ Ａｔ％ ニオブ ０．５〜 １．５ Ａｔ％ クロム ３ 〜 ７ Ａｔ％ 珪素 ０．５〜 １．５ Ａｔ％ ホウ素 ２ 〜 ４ Ａｔ％ チタン ０．５〜 １．５ Ａｔ％ 残りは鉄と場合によっては１００〜５００ｐｐｍの炭素
および／または５０〜２００ｐｐｍのジルコニウムであ
る。本発明による合金は好ましくは、高い温度とわずか
な機械的な負荷の元で酸化および腐食作用にさらされる
構成部材に適している。この種の構成部材は熱ガス流を
案内するために特に効果的に用いることができ、かつ例
えば特にガスタービン用の、燃焼室の内張りとして形成
することができる。
【００１４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
により７００℃より高い温度においても大きな酸化およ
び腐食耐性によって優れた、ドーピングされたアルミ化
鉄をベースにした合金が提供される。
により７００℃より高い温度においても大きな酸化およ
び腐食耐性によって優れた、ドーピングされたアルミ化
鉄をベースにした合金が提供される。
【図１】本発明による合金（Ｉ）と従来技術に基づく３
つの合金（II、III 、IV）の１２００℃における酸化お
よび腐食特性を時間に従って示すグラフである。
つの合金（II、III 、IV）の１２００℃における酸化お
よび腐食特性を時間に従って示すグラフである。
Claims (7)
- 【請求項１】 鉄、アルミニウム、並びに他の合金構成
要素として少なくともニオブ、クロム、ケイ素およびホ
ウ素を含むドーピングされたアルミ化鉄をベースにした
耐酸化性および耐腐食性の合金であって、 この合金が次に示す原子パーセントの合金構成要素、す
なわち ２４ 〜２８ アルミニウム ０．１〜 ２ ニオブ、タンタルおよび／またはタン
グステン ０．１〜１０ クロム ０．１〜 ２ 珪素 ０．１〜 ５ ホウ素 ０．０１〜２ チタン 残り 鉄 を含むことを特徴とするドーピングされたアルミ化鉄を
ベースにした合金。 - 【請求項２】 １Ａｔ％より多く、しかし最大で５Ａｔ
％のホウ素を含むことを特徴とする請求項１に記載の合
金。 - 【請求項３】 次に示す合金構成要素、すなわち ２６ 〜２８ アルミニウム ０．５〜 １．５ ニオブ ３ 〜 ７ クロム ０．５〜 １．５ ケイ素 ２ 〜 ４ ホウ素 ０．５〜 １．５ チタン 残り 鉄 を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の合金
- 【請求項４】 さらに、 １００〜５００ｐｐｍの炭素および／または５０〜２０
０ｐｐｍのジルコニウムを含むことを特徴とする請求項
１から３までのいずれか１項に記載の合金。 - 【請求項５】 高い温度でかつわずかな機械的負荷の元
で酸化および／または腐食作用にさらされる構成部材に
請求項１に記載の合金を使用。 - 【請求項６】 前記構成部材を熱ガス流の案内に使用す
ることを特徴とする請求項５に記載の使用。 - 【請求項７】 前記構成部材が、特にガスタービン用
の、燃焼室の内張りであることを特徴とする請求項６に
記載の使用。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4303316:4 | 1993-02-05 | ||
| DE4303316A DE4303316A1 (de) | 1993-02-05 | 1993-02-05 | Oxidations- und korrosionsbeständige Legierung auf der Basis von dotiertem Eisenaluminid und Verwendung dieser Legierung |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06240415A true JPH06240415A (ja) | 1994-08-30 |
| JP3420815B2 JP3420815B2 (ja) | 2003-06-30 |
Family
ID=6479708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00635294A Expired - Fee Related JP3420815B2 (ja) | 1993-02-05 | 1994-01-25 | ドーピングされたアルミ化鉄をベースにした耐酸化性および耐腐食性の合金とその合金の使用 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5422070A (ja) |
| EP (1) | EP0609682B1 (ja) |
| JP (1) | JP3420815B2 (ja) |
| AT (1) | ATE200111T1 (ja) |
| DE (2) | DE4303316A1 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6436163B1 (en) * | 1994-05-23 | 2002-08-20 | Pall Corporation | Metal filter for high temperature applications |
| DE19603515C1 (de) * | 1996-02-01 | 1996-12-12 | Castolin Sa | Spritzwerkstoff auf Eisenbasis zum Herstellen einer korrosionsbeständigen Beschichtung, Herstellungsverfahren für die Beschichtung sowie Verwendung der Schicht |
| DE19634524A1 (de) * | 1996-08-27 | 1998-04-09 | Krupp Ag Hoesch Krupp | Leichtbaustahl und seine Verwendung für Fahrzeugteile und Fassadenverkleidungen |
| US6030472A (en) | 1997-12-04 | 2000-02-29 | Philip Morris Incorporated | Method of manufacturing aluminide sheet by thermomechanical processing of aluminide powders |
| DE19753876A1 (de) * | 1997-12-05 | 1999-06-10 | Asea Brown Boveri | Eisenaluminidbeschichtung und Verfahren zum Aufbringen einer Eisenaluminidbeschichtung |
| DE10332860A1 (de) * | 2003-07-18 | 2005-02-10 | Linde Ag | Gasbrenner |
| WO2008073141A2 (en) * | 2006-05-30 | 2008-06-19 | Howmet Corporation | Melting method using graphite melting vessel |
| FI126955B (en) * | 2013-12-11 | 2017-08-31 | Waertsilae Finland Oy | FE-based composition, precursor component and process for producing precursor component |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1990650A (en) | 1932-06-25 | 1935-02-12 | Smith Corp A O | Heat resistant alloy |
| US2768915A (en) * | 1954-11-12 | 1956-10-30 | Edward A Gaughler | Ferritic alloys and methods of making and fabricating same |
| US3856513A (en) * | 1972-12-26 | 1974-12-24 | Allied Chem | Novel amorphous metals and amorphous metal articles |
| US4439236A (en) * | 1979-03-23 | 1984-03-27 | Allied Corporation | Complex boride particle containing alloys |
| US4365994A (en) * | 1979-03-23 | 1982-12-28 | Allied Corporation | Complex boride particle containing alloys |
| US4576653A (en) * | 1979-03-23 | 1986-03-18 | Allied Corporation | Method of making complex boride particle containing alloys |
| US4844865A (en) * | 1986-12-02 | 1989-07-04 | Nippon Steel Corporation | Seawater-corrosion-resistant non-magnetic steel materials |
| WO1990007585A1 (en) * | 1988-12-29 | 1990-07-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of producing hydrogen-occlusion alloy and electrode using the alloy |
| US4961903A (en) * | 1989-03-07 | 1990-10-09 | Martin Marietta Energy Systems, Inc. | Iron aluminide alloys with improved properties for high temperature applications |
| US5084109A (en) * | 1990-07-02 | 1992-01-28 | Martin Marietta Energy Systems, Inc. | Ordered iron aluminide alloys having an improved room-temperature ductility and method thereof |
| EP0465686B1 (de) * | 1990-07-07 | 1994-09-21 | Asea Brown Boveri Ag | Oxydations- und korrosionsbeständige Legierung für Bauteile für einen mittleren Temperaturbereich auf der Basis von dotiertem Eisenaluminid Fe3Al |
-
1993
- 1993-02-05 DE DE4303316A patent/DE4303316A1/de not_active Withdrawn
-
1994
- 1994-01-14 DE DE59409701T patent/DE59409701D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-01-14 US US08/181,427 patent/US5422070A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-01-14 EP EP94100485A patent/EP0609682B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-01-14 AT AT94100485T patent/ATE200111T1/de not_active IP Right Cessation
- 1994-01-25 JP JP00635294A patent/JP3420815B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE59409701D1 (de) | 2001-05-03 |
| EP0609682B1 (de) | 2001-03-28 |
| ATE200111T1 (de) | 2001-04-15 |
| US5422070A (en) | 1995-06-06 |
| EP0609682A1 (de) | 1994-08-10 |
| DE4303316A1 (de) | 1994-08-11 |
| JP3420815B2 (ja) | 2003-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6860948B1 (en) | Age-hardenable, corrosion resistant Ni—Cr—Mo alloys | |
| JPH028017B2 (ja) | ||
| US5755897A (en) | Forgeable nickel alloy | |
| JP3420815B2 (ja) | ドーピングされたアルミ化鉄をベースにした耐酸化性および耐腐食性の合金とその合金の使用 | |
| CA3020420C (en) | Ferritic alloy | |
| US5411702A (en) | Iron-aluminum alloy for use as thermal-shock resistance material | |
| JPS6344814B2 (ja) | ||
| US5997809A (en) | Alloys for high temperature service in aggressive environments | |
| George et al. | Deformation and fracture of iridium: microalloying effects | |
| US5718867A (en) | Alloy based on a silicide containing at least chromium and molybdenum | |
| US4119456A (en) | High-strength cast heat-resistant alloy | |
| US4261767A (en) | Alloy resistant to high temperature oxidation | |
| EP0322156B1 (en) | High nickel chromium alloy | |
| JPH0243813B2 (ja) | Gasutaabinyokokyodocokitainetsugokin | |
| JPH0741893A (ja) | 耐硫酸塩腐食性に優れたＮｉ基合金 | |
| JPS613859A (ja) | ガスタ−ビン用高強度Ｃｏ基耐熱合金 | |
| JP4256614B2 (ja) | 高クロム−高ニッケル系耐熱合金 | |
| JPS61546A (ja) | ガスタ−ビン用高強度Ｃｏ基耐熱合金 | |
| JPS6173853A (ja) | 耐熱合金 | |
| JPH0598397A (ja) | 高温耐食性に優れたＦｅ基耐熱合金 | |
| JPS61549A (ja) | ガスタ−ビン用高強度ｃ０基耐熱合金 | |
| JPS628497B2 (ja) | ||
| JPH0770683A (ja) | ガスタービン用耐熱鋳造Ｃｏ基合金 | |
| GB2051125A (en) | Austenitic Stainless Cast Steel for High-temperature Use | |
| JP2001220636A (ja) | ニッケルアルミナイド系超耐熱合金 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |