JPH0718365A - 耐食・耐摩耗性クロム基合金 - Google Patents
耐食・耐摩耗性クロム基合金Info
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- JPH0718365A JPH0718365A JP16656893A JP16656893A JPH0718365A JP H0718365 A JPH0718365 A JP H0718365A JP 16656893 A JP16656893 A JP 16656893A JP 16656893 A JP16656893 A JP 16656893A JP H0718365 A JPH0718365 A JP H0718365A
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Landscapes
- Sliding Valves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐食・耐摩耗性クロム基合金に関し、特に原
子力発電プラント等の一次冷却材系統に適用される同合
金に関する。 【構成】 重量比で、炭素（Ｃ）：０．３〜２％、けい
素（Ｓｉ）：０．９〜３％、タングステン（Ｗ）：２〜
５％、ニッケル（Ｎｉ）：３４〜４３％及び不可避的不
純物を含み、残部は実質的にクロム（Ｃｒ）である耐食
・耐摩耗性クロム基合金。
子力発電プラント等の一次冷却材系統に適用される同合
金に関する。 【構成】 重量比で、炭素（Ｃ）：０．３〜２％、けい
素（Ｓｉ）：０．９〜３％、タングステン（Ｗ）：２〜
５％、ニッケル（Ｎｉ）：３４〜４３％及び不可避的不
純物を含み、残部は実質的にクロム（Ｃｒ）である耐食
・耐摩耗性クロム基合金。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐食・耐摩耗性クロム
基合金に関し、特に原子力発電プラント等の一次冷却材
系統に適用される同合金に関する。
基合金に関し、特に原子力発電プラント等の一次冷却材
系統に適用される同合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の原子力発電プラントにおける一次
冷却材系統に用いられる弁シートや炉内機器摺動部材に
は耐摩耗性に優れたコバルト基合金（あるいはコバルト
含有合金）であるステライトなどが肉盛材や鋳造材で用
いられている。これらのコバルト基合金（あるいはコバ
ルト含有合金）は耐摩耗性及び耐食性に優れているが、
使用中の摩耗や腐食により合金成分のコバルトが原子炉
一次冷却材中に取り込まれる。その冷却材中のコバルト
は炉心を循環する時、中性子照射を受けると放射性同位
元素のコバルト６０に変換する。そのコバルト６０が一
次冷却材系統機器表面に沈着し、プラント定検時におけ
る作業従事者の放射線被曝増大の一因となっている。一
方、下記表１に示す市販の耐摩耗ニッケル基合金では、
図１及び図２に示したように耐食性及び耐摩耗性がステ
ライトＮｏ．６（ＴＩＧ・・・Tungsten Inert Gas ar
c）よりも劣っている。
冷却材系統に用いられる弁シートや炉内機器摺動部材に
は耐摩耗性に優れたコバルト基合金（あるいはコバルト
含有合金）であるステライトなどが肉盛材や鋳造材で用
いられている。これらのコバルト基合金（あるいはコバ
ルト含有合金）は耐摩耗性及び耐食性に優れているが、
使用中の摩耗や腐食により合金成分のコバルトが原子炉
一次冷却材中に取り込まれる。その冷却材中のコバルト
は炉心を循環する時、中性子照射を受けると放射性同位
元素のコバルト６０に変換する。そのコバルト６０が一
次冷却材系統機器表面に沈着し、プラント定検時におけ
る作業従事者の放射線被曝増大の一因となっている。一
方、下記表１に示す市販の耐摩耗ニッケル基合金では、
図１及び図２に示したように耐食性及び耐摩耗性がステ
ライトＮｏ．６（ＴＩＧ・・・Tungsten Inert Gas ar
c）よりも劣っている。
【０００３】
【表１】
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従
来、弁シートや炉内機器摺動部材には耐摩耗性に優れた
コバルト基合金（あるいはコバルト含有合金）であるス
テライトなどが用いられているが、定検作業従事者の放
射線被曝増大の一因となっている。そのため、電力業界
をはじめ関係方面からは原子力発電プラントにおける放
射線被曝量の低減策が望まれている。したがって、弁シ
ートや炉内機器摺動部材に起因する放射線被曝の低減の
ためには、コバルト基合金（あるいはコバルト含有合
金）であるステライトなどに替わる耐摩耗性に優れた低
コバルト合金または非コバルト合金を弁シートや炉内機
器摺動部材に適用することが必要となる。
来、弁シートや炉内機器摺動部材には耐摩耗性に優れた
コバルト基合金（あるいはコバルト含有合金）であるス
テライトなどが用いられているが、定検作業従事者の放
射線被曝増大の一因となっている。そのため、電力業界
をはじめ関係方面からは原子力発電プラントにおける放
射線被曝量の低減策が望まれている。したがって、弁シ
ートや炉内機器摺動部材に起因する放射線被曝の低減の
ためには、コバルト基合金（あるいはコバルト含有合
金）であるステライトなどに替わる耐摩耗性に優れた低
コバルト合金または非コバルト合金を弁シートや炉内機
器摺動部材に適用することが必要となる。
【０００５】本発明は上記技術水準及び上記要望に応
じ、高温水中における耐食性及び耐摩耗性が市販のニッ
ケル基合金よりも優れた低コバルト合金または非コバル
ト合金を提供しようとするものである。
じ、高温水中における耐食性及び耐摩耗性が市販のニッ
ケル基合金よりも優れた低コバルト合金または非コバル
ト合金を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の高温水中におけ
る耐食性及び耐摩耗性に優れた低コバルト合金または非
コバルト合金は以下に述べる観点から、Ｃｒ基−Ｎｉ−
Ｗ−Ｓｉ−Ｃ系合金によることゝしたものである。 耐食性向上のため、基地中あるいは合金中のクロム
含有量を多くする。 耐摩耗性向上のため、基地中にクロム炭化物等の共
晶炭化物を多く析出させる。すなわち、合金中のクロム
含有量を多くするとともに炭素を含有させる。 耐摩耗性向上のため、合金の基地を強化するタング
ステンを含有させる。 耐摩耗性向上及び鋳造・肉盛性の改善のため、合金
にけい素を含有させる。
る耐食性及び耐摩耗性に優れた低コバルト合金または非
コバルト合金は以下に述べる観点から、Ｃｒ基−Ｎｉ−
Ｗ−Ｓｉ−Ｃ系合金によることゝしたものである。 耐食性向上のため、基地中あるいは合金中のクロム
含有量を多くする。 耐摩耗性向上のため、基地中にクロム炭化物等の共
晶炭化物を多く析出させる。すなわち、合金中のクロム
含有量を多くするとともに炭素を含有させる。 耐摩耗性向上のため、合金の基地を強化するタング
ステンを含有させる。 耐摩耗性向上及び鋳造・肉盛性の改善のため、合金
にけい素を含有させる。
【０００７】以上のことから、本発明のクロム基合金は
炭素（Ｃ）０．３〜２％、けい素（Ｓｉ）０．９〜３
％、タングステン（Ｗ）２〜５％、ニッケル（Ｎｉ）３
４〜４３％及び不可避不純物を含み、残部は実質的にク
ロム（Ｃｒ）からなり、オーステナイト基地中あるいは
オーステナイト及びフェライト二相基地中に共晶炭化物
を析出させていることを基本的特徴とするものである。
炭素（Ｃ）０．３〜２％、けい素（Ｓｉ）０．９〜３
％、タングステン（Ｗ）２〜５％、ニッケル（Ｎｉ）３
４〜４３％及び不可避不純物を含み、残部は実質的にク
ロム（Ｃｒ）からなり、オーステナイト基地中あるいは
オーステナイト及びフェライト二相基地中に共晶炭化物
を析出させていることを基本的特徴とするものである。
【０００８】
【作用】前述したように、本発明のクロム基合金は炭素
（Ｃ）０．３〜２％、けい素（Ｓｉ）０．９〜３％、タ
ングステン（Ｗ）２〜５％、ニッケル（Ｎｉ）３４〜４
３％及び不可避不純物を含み、残部は実質的にクロム
（Ｃｒ）からなり、オーステナイト基地中あるいはオー
ステナイト及びフェライト二相基地中に共晶炭化物を析
出させていることを基本的特徴としている。以上、本発
明で規定した各成分毎にその限定理由をのべる。炭素
（Ｃ）はオーステナイト基地を固溶硬化するとともに硬
質の共晶合金炭化物を析出し、合金の硬さを向上させ耐
摩耗性を向上させるのに有効である。しかし、炭素
（Ｃ）が０．３未満では硬さが低くなり、耐摩耗性が低
下するため好ましく、２％を超えて添加するともろくな
り、肉盛時に割れが発生することもあり好ましくない。
けい素（Ｓｉ）は合金の耐摩耗性の向上及び鋳造性・肉
盛性を改善するのに有効である。しかし、けい素（Ｓ
ｉ）が０．９未満では耐摩耗性等の改善効果が小さく、
３％を超えて添加すると高硬度かつ脆弱な相を形成しや
すくなるため好ましくない。タングステン（Ｗ）は合金
を固溶硬化し、耐摩耗性を向上させるのに有効である。
しかし、タングステン（Ｗ）が２％未満では硬さが低く
なり、耐摩耗性が低下するため好ましく、５％を超えて
添加するとじん性が低下するため好ましくない。ニッケ
ル（Ｎｉ）はクロム基合金のじん性を向上させるととも
に、耐食性を向上させるのに有効であると共にクロム
（Ｃｒ）等他成分量とのバランスを考慮して３４〜４３
％とする。クロム（Ｃｒ）は合金の耐食性を向上させる
とともに、炭素（Ｃ）と結合し硬質なクロム炭化物（Ｃ
ｒ7 Ｃ3 やＣｒ23Ｃ3 など）を形成し、耐摩耗性を向上
させるのに有効である。
（Ｃ）０．３〜２％、けい素（Ｓｉ）０．９〜３％、タ
ングステン（Ｗ）２〜５％、ニッケル（Ｎｉ）３４〜４
３％及び不可避不純物を含み、残部は実質的にクロム
（Ｃｒ）からなり、オーステナイト基地中あるいはオー
ステナイト及びフェライト二相基地中に共晶炭化物を析
出させていることを基本的特徴としている。以上、本発
明で規定した各成分毎にその限定理由をのべる。炭素
（Ｃ）はオーステナイト基地を固溶硬化するとともに硬
質の共晶合金炭化物を析出し、合金の硬さを向上させ耐
摩耗性を向上させるのに有効である。しかし、炭素
（Ｃ）が０．３未満では硬さが低くなり、耐摩耗性が低
下するため好ましく、２％を超えて添加するともろくな
り、肉盛時に割れが発生することもあり好ましくない。
けい素（Ｓｉ）は合金の耐摩耗性の向上及び鋳造性・肉
盛性を改善するのに有効である。しかし、けい素（Ｓ
ｉ）が０．９未満では耐摩耗性等の改善効果が小さく、
３％を超えて添加すると高硬度かつ脆弱な相を形成しや
すくなるため好ましくない。タングステン（Ｗ）は合金
を固溶硬化し、耐摩耗性を向上させるのに有効である。
しかし、タングステン（Ｗ）が２％未満では硬さが低く
なり、耐摩耗性が低下するため好ましく、５％を超えて
添加するとじん性が低下するため好ましくない。ニッケ
ル（Ｎｉ）はクロム基合金のじん性を向上させるととも
に、耐食性を向上させるのに有効であると共にクロム
（Ｃｒ）等他成分量とのバランスを考慮して３４〜４３
％とする。クロム（Ｃｒ）は合金の耐食性を向上させる
とともに、炭素（Ｃ）と結合し硬質なクロム炭化物（Ｃ
ｒ7 Ｃ3 やＣｒ23Ｃ3 など）を形成し、耐摩耗性を向上
させるのに有効である。
【０００９】
【実施例】以下、本発明に関して行った実施例につき記
述する。表２に示す本発明の開発合金はそれぞれ５０ｋ
ｇを真空溶解し、ガスアトマイズ法により粉末化され
た。粉末はＰＴＡ（ Plasma Transferrd Arc）法による
肉盛溶接として供するため、ふるい分けにより７０〜３
５０メッシュの粉末を選定した。表１に示す市販合金及
び表２に示す開発合金はそれぞれ粉末をＰＴＡ法によ
り、また、ステライトＮｏ．６は棒をＴＩＧ（ Tungste
n Inert Gas arc ）法により、３０４ステンレス鋼（２
５０リットル×１５０Ｗ×４０ｔｍｍ）に肉盛溶接（厚
み：約５〜７ｍｍ）した。次に、これら肉盛金属部から
試験片を採取し、後述の摺動摩耗試験及び全面腐食試験
を実施した。
述する。表２に示す本発明の開発合金はそれぞれ５０ｋ
ｇを真空溶解し、ガスアトマイズ法により粉末化され
た。粉末はＰＴＡ（ Plasma Transferrd Arc）法による
肉盛溶接として供するため、ふるい分けにより７０〜３
５０メッシュの粉末を選定した。表１に示す市販合金及
び表２に示す開発合金はそれぞれ粉末をＰＴＡ法によ
り、また、ステライトＮｏ．６は棒をＴＩＧ（ Tungste
n Inert Gas arc ）法により、３０４ステンレス鋼（２
５０リットル×１５０Ｗ×４０ｔｍｍ）に肉盛溶接（厚
み：約５〜７ｍｍ）した。次に、これら肉盛金属部から
試験片を採取し、後述の摺動摩耗試験及び全面腐食試験
を実施した。
【００１０】
【表２】
【００１１】〔試験方法〕 〇摺動摩耗試験 高温水中で摺動摩耗試験を行い耐摩耗性を評価した。ま
た、摺動摩耗試験は同一合金から採取した運動片と固定
片とを用い実施した。この時の試験条件を表３に示す。
耐摩耗性は比摩耗量により評価を行った。 〇全面腐食試験 高温水中で全面腐食試験を行い耐全面腐食性を評価し
た。この時の腐食試験環境を表４に示す。耐全面腐食性
は腐食速度により評価を行った。
た、摺動摩耗試験は同一合金から採取した運動片と固定
片とを用い実施した。この時の試験条件を表３に示す。
耐摩耗性は比摩耗量により評価を行った。 〇全面腐食試験 高温水中で全面腐食試験を行い耐全面腐食性を評価し
た。この時の腐食試験環境を表４に示す。耐全面腐食性
は腐食速度により評価を行った。
【００１２】
【表３】
【００１３】
【表４】
【００１４】以上の試験の内、摺動摩耗試験結果を図１
に、全面腐食試験結果を図２に示した。図１及び図２に
示したように、本発明合金の高温水中における耐摩耗性
及び耐全面腐食性は市販のニッケル基合金よりも優れて
いることがわかる。
に、全面腐食試験結果を図２に示した。図１及び図２に
示したように、本発明合金の高温水中における耐摩耗性
及び耐全面腐食性は市販のニッケル基合金よりも優れて
いることがわかる。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、原子力発電プラントの
一次冷却系統に用いられる弁シートや炉内機器摺動部材
に関し、低コバルトで市販のニッケル基合金よりも高温
水中での耐摩耗性及び耐食性に優れたものが得られた。
したがって、本発明合金をステライトに替えて一次冷却
材系統の弁シートや炉内機器摺動部材に適用すれば、原
子力発電プラント定検時における作業従事者の放射線被
曝量を低減することができる。
一次冷却系統に用いられる弁シートや炉内機器摺動部材
に関し、低コバルトで市販のニッケル基合金よりも高温
水中での耐摩耗性及び耐食性に優れたものが得られた。
したがって、本発明合金をステライトに替えて一次冷却
材系統の弁シートや炉内機器摺動部材に適用すれば、原
子力発電プラント定検時における作業従事者の放射線被
曝量を低減することができる。
【図１】本発明の実施例の試作合金と比較合金の摺動摩
耗試験結果を示す図表。
耗試験結果を示す図表。
【図２】本発明の実施例の試作合金と比較合金の全面腐
食試験結果を示す図表。
食試験結果を示す図表。
Claims (1)
- 【請求項１】 重量比で、炭素（Ｃ）：０．３〜２％、
けい素（Ｓｉ）：０．９〜３％、タングステン（Ｗ）：
２〜５％、ニッケル（Ｎｉ）：３４〜４３％及び不可避
不純物を含み、残部は実質的にクロム（Ｃｒ）であるこ
とを特徴とする耐食・耐摩耗性クロム基合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16656893A JPH0718365A (ja) | 1993-07-06 | 1993-07-06 | 耐食・耐摩耗性クロム基合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16656893A JPH0718365A (ja) | 1993-07-06 | 1993-07-06 | 耐食・耐摩耗性クロム基合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0718365A true JPH0718365A (ja) | 1995-01-20 |
Family
ID=15833680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16656893A Withdrawn JPH0718365A (ja) | 1993-07-06 | 1993-07-06 | 耐食・耐摩耗性クロム基合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0718365A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004018724A1 (en) * | 2002-08-26 | 2004-03-04 | Hanyang Hak Won Co., Ltd. | Fe-based hardfacing alloy |
| CN102896441A (zh) * | 2012-10-29 | 2013-01-30 | 海门市威菱焊材制造有限公司 | 喷涂用焊芯焊丝及其制备方法 |
| WO2014069180A1 (ja) | 2012-10-31 | 2014-05-08 | 福田金属箔粉工業株式会社 | 耐高温腐食特性を備えたNi-Cr-Co系合金とそれを用いて表面改質したポペットバルブ |
| CN112391566A (zh) * | 2020-11-13 | 2021-02-23 | 杭州微熔科技有限公司 | 一种低温微熔焊防腐耐磨材料及其制备方法 |
-
1993
- 1993-07-06 JP JP16656893A patent/JPH0718365A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004018724A1 (en) * | 2002-08-26 | 2004-03-04 | Hanyang Hak Won Co., Ltd. | Fe-based hardfacing alloy |
| CN102896441A (zh) * | 2012-10-29 | 2013-01-30 | 海门市威菱焊材制造有限公司 | 喷涂用焊芯焊丝及其制备方法 |
| WO2014069180A1 (ja) | 2012-10-31 | 2014-05-08 | 福田金属箔粉工業株式会社 | 耐高温腐食特性を備えたNi-Cr-Co系合金とそれを用いて表面改質したポペットバルブ |
| US9441287B2 (en) | 2012-10-31 | 2016-09-13 | Fukuda Metal Foil & Powder Co., Ltd. | Ni-Cr-Co-based alloy having high-temperature corrosion resistance, and poppet valve surface-modified with the same |
| CN112391566A (zh) * | 2020-11-13 | 2021-02-23 | 杭州微熔科技有限公司 | 一种低温微熔焊防腐耐磨材料及其制备方法 |
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Legal Events
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