JPH07252608A - 熱間加工性フェライト系ステンレス鋼合金 - Google Patents
熱間加工性フェライト系ステンレス鋼合金Info
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- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
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- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱間加工性鉄−クロムーアルミニウム合金を
提供すること。 【構成】 耐クリープ性であり、稀土類及びニオブの添
加物を有し、耐酸化性かつ耐クリープ性の触媒基体及び
触媒系に適した耐酸化性を得るためにモリブデンを実質
的に含まない、熱間加工性鉄−クロムーアルミニウム合
金を提供する。
提供すること。 【構成】 耐クリープ性であり、稀土類及びニオブの添
加物を有し、耐酸化性かつ耐クリープ性の触媒基体及び
触媒系に適した耐酸化性を得るためにモリブデンを実質
的に含まない、熱間加工性鉄−クロムーアルミニウム合
金を提供する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は稀土類を添加した、熱サ
イクル酸化に耐性な熱間加工性鉄−クロムーアルミニウ
ム合金に関する。
イクル酸化に耐性な熱間加工性鉄−クロムーアルミニウ
ム合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】耐高温酸化性と酸化物表面の改良とのた
めに、稀土類を添加した鉄−クロムーアルミニウム合金
を形成することは知られている。一般に、このような合
金は耐酸化性を必要とする高温環境において有用である
性質を有し、このような合金が例えば自動車産業におけ
る触媒コンバータのため並びに抵抗加熱要素と、ガスス
トーブ又は石油ストーブにおける放射加熱要素のための
ような、基体物質として有用であることが提案されてい
る。触媒基体(catalytic substrate)として、金属基体
は現在のセラミック基体を越える多くの利点を提供す
る。例えば、金属基体はセラミックよりも実質的に大き
く耐衝撃性かつ耐振動性であり、セラミックよりも大き
な熱伝導率を有する。さらに、金属基体は薄いホイル及
び微細なハネカム構造に容易に二次加工されて、より大
きい表面積とより軽い重量とを提供することができる。
めに、稀土類を添加した鉄−クロムーアルミニウム合金
を形成することは知られている。一般に、このような合
金は耐酸化性を必要とする高温環境において有用である
性質を有し、このような合金が例えば自動車産業におけ
る触媒コンバータのため並びに抵抗加熱要素と、ガスス
トーブ又は石油ストーブにおける放射加熱要素のための
ような、基体物質として有用であることが提案されてい
る。触媒基体(catalytic substrate)として、金属基体
は現在のセラミック基体を越える多くの利点を提供す
る。例えば、金属基体はセラミックよりも実質的に大き
く耐衝撃性かつ耐振動性であり、セラミックよりも大き
な熱伝導率を有する。さらに、金属基体は薄いホイル及
び微細なハネカム構造に容易に二次加工されて、より大
きい表面積とより軽い重量とを提供することができる。
【０００３】米国特許第４，４１４，０２３号（１９８
３年１１月８日発行）はクロム８〜２５％と、アルミニ
ウム３〜８％とを含み、セリウム、ランタン、ネオジウ
ム及びプラセオジムから成る群から選択される稀土類少
なくとも０．００２〜０．０５％を添加され、全稀土類
の総量が０．０６％までである耐酸化性のフェライト系
ステンレス鋼合金を開示する。この合金はジルコニウム
又はニオブによって安定化することもできる。ニオブ安
定化は耐熱サイクル酸化性に殆ど不利な影響を与えずに
高温焼きなまし後に高温クリープ強度を与える配合に基
づく。
３年１１月８日発行）はクロム８〜２５％と、アルミニ
ウム３〜８％とを含み、セリウム、ランタン、ネオジウ
ム及びプラセオジムから成る群から選択される稀土類少
なくとも０．００２〜０．０５％を添加され、全稀土類
の総量が０．０６％までである耐酸化性のフェライト系
ステンレス鋼合金を開示する。この合金はジルコニウム
又はニオブによって安定化することもできる。ニオブ安
定化は耐熱サイクル酸化性に殆ど不利な影響を与えずに
高温焼きなまし後に高温クリープ強度を与える配合に基
づく。
【０００４】米国特許第３，８５２，０６３号（１９７
４年１２月３日発行）は、主として固溶体処理による、
耐高温腐食性と高温強度とを特徴とする鉄−クロムーア
ルミニウム合金を開示する。この合金はモリブデン０．
２〜３．０％と、ニオブとタンタルとから成る群から選
択される元素０．０５〜３．０％、好ましくは０．１〜
０．５％と、イットリウム、ベリリウム及びホウ素から
成る群から選択される少なくとも１種の元素とを含む。
耐クリープ性は述べられていない。
４年１２月３日発行）は、主として固溶体処理による、
耐高温腐食性と高温強度とを特徴とする鉄−クロムーア
ルミニウム合金を開示する。この合金はモリブデン０．
２〜３．０％と、ニオブとタンタルとから成る群から選
択される元素０．０５〜３．０％、好ましくは０．１〜
０．５％と、イットリウム、ベリリウム及びホウ素から
成る群から選択される少なくとも１種の元素とを含む。
耐クリープ性は述べられていない。
【０００５】米国特許第４，２８６，９８６号（１９８
１年９月１日発行）はクロム１１〜２０％と、アルミニ
ウム０〜５％と、ケイ素１．５％までと、モリブデン５
％までと、０．６３〜１．１５％の範囲であるニオブの
指定量とを含む耐クリープ性ステンレス鋼を開示する。
この鋼を少なくとも１９００°Ｆ（１０３８℃）に焼き
なますことによって、１６００°Ｆ（８７℃）、１２０
０ｐｓｉ（７．３ＭＰａ）におけるクリープ寿命(creep
life)が改良される。この合金は稀土類添加物を含ま
ず、耐熱サイクル酸化性を開示していない。
１年９月１日発行）はクロム１１〜２０％と、アルミニ
ウム０〜５％と、ケイ素１．５％までと、モリブデン５
％までと、０．６３〜１．１５％の範囲であるニオブの
指定量とを含む耐クリープ性ステンレス鋼を開示する。
この鋼を少なくとも１９００°Ｆ（１０３８℃）に焼き
なますことによって、１６００°Ｆ（８７℃）、１２０
０ｐｓｉ（７．３ＭＰａ）におけるクリープ寿命(creep
life)が改良される。この合金は稀土類添加物を含ま
ず、耐熱サイクル酸化性を開示していない。
【０００６】米国特許第４，８５９，６４９号（１９８
９年８月２２日発行）は、モリブデン０．１〜１．０％
と、稀土類０．００３〜０．８％と、チタンとジルコニ
ウムとの添加物と、安定性と耐クリープ性とのためのニ
オブ０．５％までとを含む、クリープと酸化とに耐性な
鉄−クロムーアルミニウム合金を開示する。
９年８月２２日発行）は、モリブデン０．１〜１．０％
と、稀土類０．００３〜０．８％と、チタンとジルコニ
ウムとの添加物と、安定性と耐クリープ性とのためのニ
オブ０．５％までとを含む、クリープと酸化とに耐性な
鉄−クロムーアルミニウム合金を開示する。
【０００７】触媒担体の基体として使用するための圧延
高アルミニウムステンレス鋼ホイルは、米国特許第４，
８７０，０４６号（１９８９年９月２６日発行）に述べ
られている。脆性を回避し、安定性を助成するために、
この合金はチタン、ニオブ、ジルコニウム及びハフニウ
ムから選択される少なくとも１種の元素を含む。高温強
度又は耐クリープ性のためのニオブは開示されていな
い。この合金は任意に稀土類０．５％までと、高温強度
を改良するためのモリブデン、タングステン及びコバル
ト０．５〜５％とを任意に含むことができる。
高アルミニウムステンレス鋼ホイルは、米国特許第４，
８７０，０４６号（１９８９年９月２６日発行）に述べ
られている。脆性を回避し、安定性を助成するために、
この合金はチタン、ニオブ、ジルコニウム及びハフニウ
ムから選択される少なくとも１種の元素を含む。高温強
度又は耐クリープ性のためのニオブは開示されていな
い。この合金は任意に稀土類０．５％までと、高温強度
を改良するためのモリブデン、タングステン及びコバル
ト０．５〜５％とを任意に含むことができる。
【０００８】米国特許第５，０４５，４０４号（１９９
１年９月３日発行）は、ランタニドとしての稀土類０．
０６％以上と、熱間圧延ストリップの靭性を炭素と窒素
との安定化によって改良するためのチタン又はニオブの
一方又は両方を含む、鉄−クロムーアルミニウム合金で
ある触媒担体のための耐熱性ステンレス鋼ホイルを述べ
る。触媒担体の耐酸化性に不利な影響を与えずに靭性を
改良するために、チタンとニオブは別々に又は組み合わ
せて用いることができる。
１年９月３日発行）は、ランタニドとしての稀土類０．
０６％以上と、熱間圧延ストリップの靭性を炭素と窒素
との安定化によって改良するためのチタン又はニオブの
一方又は両方を含む、鉄−クロムーアルミニウム合金で
ある触媒担体のための耐熱性ステンレス鋼ホイルを述べ
る。触媒担体の耐酸化性に不利な影響を与えずに靭性を
改良するために、チタンとニオブは別々に又は組み合わ
せて用いることができる。
【０００９】一般に、モリブデンはフェライト系ステン
レス鋼の高温機械的挙動を強化することが知られてい
る。特に、モリブデンはクリープ強度と耐孔食性(pitti
ng andcorrosion resistance)を改良することが知られ
ている。中程度のレベルにおいて、モリブデンは破滅的
な酸化として知られる効果を生ずることがありうる。こ
の効果は一般に非常に高い温度における酸化モリブデン
の揮発性に関連する。
レス鋼の高温機械的挙動を強化することが知られてい
る。特に、モリブデンはクリープ強度と耐孔食性(pitti
ng andcorrosion resistance)を改良することが知られ
ている。中程度のレベルにおいて、モリブデンは破滅的
な酸化として知られる効果を生ずることがありうる。こ
の効果は一般に非常に高い温度における酸化モリブデン
の揮発性に関連する。
【００１０】切迫した自動車排気規制が新しい触媒コン
バータの設計に圧力を加えるので、触媒コア合金の耐ク
リープ性が非常に重要になりつつある。幾つかの設計は
直流電気抵抗によって加熱されるコアを含む。総重量を
減じ、コアアセンブリを目的温度に加熱するための電力
必要量を制限するために、現在規格の０．００２インチ
（０．０５１ｍｍ）から基体厚さをさらに減ずることが
試みられている。ホイルストリップの横断面積を減ずる
ことによって、薄い材料は高温において高い機械的結合
性(mechanical integrity)を必要とする。さらに、加工
コアアセンブリ上の酸化物スケール成長が下方の金属ホ
イル基体中にクリープによる永久変形を生ずるほど大き
い引張り応力を発生させうることが判明している。
バータの設計に圧力を加えるので、触媒コア合金の耐ク
リープ性が非常に重要になりつつある。幾つかの設計は
直流電気抵抗によって加熱されるコアを含む。総重量を
減じ、コアアセンブリを目的温度に加熱するための電力
必要量を制限するために、現在規格の０．００２インチ
（０．０５１ｍｍ）から基体厚さをさらに減ずることが
試みられている。ホイルストリップの横断面積を減ずる
ことによって、薄い材料は高温において高い機械的結合
性(mechanical integrity)を必要とする。さらに、加工
コアアセンブリ上の酸化物スケール成長が下方の金属ホ
イル基体中にクリープによる永久変形を生ずるほど大き
い引張り応力を発生させうることが判明している。
【００１１】この特許出願の同じ譲受け人に譲渡された
同時係属米国出願第０８／１９３，９６７号には、稀土
類添加物と、耐クリープ性と耐二次粒子成長性(resista
nceto secondary grain growth)とのための０．８％ま
で、好ましくは０．１〜０．５５％のニオブの有効量と
を含む鉄−クロムーアルミニウム合金が開示されてい
る。
同時係属米国出願第０８／１９３，９６７号には、稀土
類添加物と、耐クリープ性と耐二次粒子成長性(resista
nceto secondary grain growth)とのための０．８％ま
で、好ましくは０．１〜０．５５％のニオブの有効量と
を含む鉄−クロムーアルミニウム合金が開示されてい
る。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】低コスト溶融方法によ
って製造されることができ、耐熱サイクル酸化性である
鉄−クロムーアルミニウム合金の必要性がなおも存在す
る。好ましくは、このような合金は改良された耐クリー
プ性を有し、しかも合金の充分な熱間加工性を有するべ
きである。さらに、特別な原料物質の選択によって、合
金が耐酸化性を減ずることなく合金の耐クリープ性を改
良できることが望ましい。
って製造されることができ、耐熱サイクル酸化性である
鉄−クロムーアルミニウム合金の必要性がなおも存在す
る。好ましくは、このような合金は改良された耐クリー
プ性を有し、しかも合金の充分な熱間加工性を有するべ
きである。さらに、特別な原料物質の選択によって、合
金が耐酸化性を減ずることなく合金の耐クリープ性を改
良できることが望ましい。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明によると、耐熱サ
イクル酸化性かつ耐高温クリープ性である熱間加工性フ
ェライト系ステンレス鋼合金を提供する。この合金は本
質的にクロム１０〜２５重量％と、アルミニウム３〜８
重量％と、ケイ素４重量％までと、マンガン１重量％ま
でと、稀土類０．８重量％までと、耐クリープ性のため
の有効量のニオブ０．８重量％までと、モリブデン約
０．１０重量％以下と、残部の鉄と通常の製鋼不純物と
からなる。
イクル酸化性かつ耐高温クリープ性である熱間加工性フ
ェライト系ステンレス鋼合金を提供する。この合金は本
質的にクロム１０〜２５重量％と、アルミニウム３〜８
重量％と、ケイ素４重量％までと、マンガン１重量％ま
でと、稀土類０．８重量％までと、耐クリープ性のため
の有効量のニオブ０．８重量％までと、モリブデン約
０．１０重量％以下と、残部の鉄と通常の製鋼不純物と
からなる。
【００１４】熱間加工性フェライト系ステンレス鋼合金
を有する耐酸化性かつ耐クリープ性の触媒基体をも提供
する。
を有する耐酸化性かつ耐クリープ性の触媒基体をも提供
する。
【００１５】一般に、稀土類添加物を含む鉄−クロムー
アルミニウムフェライト系ステンレス鋼合金であって、
耐熱サイクル酸化性を有し、耐酸化性の劣化を避けなが
ら、改良された耐クリープ性と共に良好な熱間加工性を
維持する前記合金を提供する。ここで用いるかぎり、全
ての組成％は重量％である。
アルミニウムフェライト系ステンレス鋼合金であって、
耐熱サイクル酸化性を有し、耐酸化性の劣化を避けなが
ら、改良された耐クリープ性と共に良好な熱間加工性を
維持する前記合金を提供する。ここで用いるかぎり、全
ての組成％は重量％である。
【００１６】例えば耐食性と耐酸化性のような、好まし
い性質を得るために、クロムレベルは１０〜２５％、好
ましくは１９〜２１％の範囲である。クロムレベルは、
合金の二次成形適性(formability)を妨害しうるよう
な、不必要な硬度と強度とを避けるために限定される。
１０％程度の低いクロムによって、充分で、望ましい耐
熱サイクル酸化性を得ることができる。しかし、２５％
を越えるクロムでは、合金の二次加工(fabrication)の
困難さが増大する。
い性質を得るために、クロムレベルは１０〜２５％、好
ましくは１９〜２１％の範囲である。クロムレベルは、
合金の二次成形適性(formability)を妨害しうるよう
な、不必要な硬度と強度とを避けるために限定される。
１０％程度の低いクロムによって、充分で、望ましい耐
熱サイクル酸化性を得ることができる。しかし、２５％
を越えるクロムでは、合金の二次加工(fabrication)の
困難さが増大する。
【００１７】合金中のアルミニウム含量は高温における
耐酸化性を増強し、総クロムの必要量を減じ、耐スケー
ル形成性を高める傾向がある。アルミナ（酸化アルミニ
ウムーＡｌ2Ｏ3）表面を形成するための供給源を与える
ために、合金中にアルミニウムが必要である。一般に、
アルミニウムは合金中に３〜８％の範囲で存在する。約
３％未満では、耐サイクル酸化性が容認されないほど低
くなる傾向がある。約８％以上では、合金は加工性低下
という欠点をする傾向がある。耐高温酸化性、合金の加
工可能性及び熱膨張係数の好ましい組合せを得るため
に、アルミニウムは４．５〜５．５％の範囲であること
が好ましい。
耐酸化性を増強し、総クロムの必要量を減じ、耐スケー
ル形成性を高める傾向がある。アルミナ（酸化アルミニ
ウムーＡｌ2Ｏ3）表面を形成するための供給源を与える
ために、合金中にアルミニウムが必要である。一般に、
アルミニウムは合金中に３〜８％の範囲で存在する。約
３％未満では、耐サイクル酸化性が容認されないほど低
くなる傾向がある。約８％以上では、合金は加工性低下
という欠点をする傾向がある。耐高温酸化性、合金の加
工可能性及び熱膨張係数の好ましい組合せを得るため
に、アルミニウムは４．５〜５．５％の範囲であること
が好ましい。
【００１８】酸化アルミニウム表面の粘着性のために稀
土類金属の添加は重要である。本発明に適した稀土類金
属は１４種類の稀土類元素のランタニド系列からの稀土
類である。稀土類の一般的な供給源は主としてセリウ
ム、ランタン、ネオジム、プラセオジム及びサマリウム
から成る混合物である混合金属である。アルミナスケー
ルの粘着性を保証し、好ましい形態(morphology)を有す
る酸化アルミニウム表面に組織化されるその可能性を特
徴とするスケールを形成するために、合金がセリウム若
しくはランタン、又はこれらの組合せの添加物を少なく
とも含むことが好ましい。混合金属は比較的安価な混合
物又は稀土類元素であり、合金化用添加物として使用可
能である。
土類金属の添加は重要である。本発明に適した稀土類金
属は１４種類の稀土類元素のランタニド系列からの稀土
類である。稀土類の一般的な供給源は主としてセリウ
ム、ランタン、ネオジム、プラセオジム及びサマリウム
から成る混合物である混合金属である。アルミナスケー
ルの粘着性を保証し、好ましい形態(morphology)を有す
る酸化アルミニウム表面に組織化されるその可能性を特
徴とするスケールを形成するために、合金がセリウム若
しくはランタン、又はこれらの組合せの添加物を少なく
とも含むことが好ましい。混合金属は比較的安価な混合
物又は稀土類元素であり、合金化用添加物として使用可
能である。
【００１９】稀土類添加物は主として耐酸化性に影響を
与え、合金の高温クリープ又は応力−破壊に影響しない
ので、０．８％までの範囲であることができる。本発明
の合金は、好ましくは、セリウムとランタンとを含む群
から少なくとも０．００２％として稀土類添加物を含
み、稀土類金属、セリウム及びランタンの総含量が０．
０５％を越えない。上記米国特許第４，４１４，０２３
号に述べられているように、全稀土類金属の総量は約
０．０６％を越えるべきではない。これより大きいレベ
ルの稀土類は酸化とスケール形成とに対する耐性又は酸
化物スケールの粘着性を改良することも又は改良しない
こともありうるが、約１９００〜２３５０°Ｆ（１０３
８〜１２８８℃）の標準の鋼熱間加工温度における熱間
加工性を低下させる傾向がある。好ましくは、稀土類は
主として０．００５〜０．０３５％のセリウムから成
る。
与え、合金の高温クリープ又は応力−破壊に影響しない
ので、０．８％までの範囲であることができる。本発明
の合金は、好ましくは、セリウムとランタンとを含む群
から少なくとも０．００２％として稀土類添加物を含
み、稀土類金属、セリウム及びランタンの総含量が０．
０５％を越えない。上記米国特許第４，４１４，０２３
号に述べられているように、全稀土類金属の総量は約
０．０６％を越えるべきではない。これより大きいレベ
ルの稀土類は酸化とスケール形成とに対する耐性又は酸
化物スケールの粘着性を改良することも又は改良しない
こともありうるが、約１９００〜２３５０°Ｆ（１０３
８〜１２８８℃）の標準の鋼熱間加工温度における熱間
加工性を低下させる傾向がある。好ましくは、稀土類は
主として０．００５〜０．０３５％のセリウムから成
る。
【００２０】ケイ素は４％まで、好ましくは１％まで、
より好ましくは０．２〜０．６％の量で存在することが
できる。ケイ素の存在は一般に耐総酸化性(general oxi
dation resistance)を改良する傾向があり、溶融金属の
流動性と合金を薄い形材(sections)にキャストする可能
性とを改良する。ケイ素はまた鋼生産における脱酸のた
めに一般に用いられる元素であり、酸化物付着性に対し
ては中程度若しくは軽度に有益な効果を及ぼすにすぎな
いように思われる。ケイ素は低温加工中の合金の脆性の
一因となる可能性があり、この脆性はクロム含量が１４
％未満であるときに最も顕著である。この理由から、好
ましくは、ケイ素は合金の熱間加工性に不利な影響を与
えずに１％までの範囲であることができる。
より好ましくは０．２〜０．６％の量で存在することが
できる。ケイ素の存在は一般に耐総酸化性(general oxi
dation resistance)を改良する傾向があり、溶融金属の
流動性と合金を薄い形材(sections)にキャストする可能
性とを改良する。ケイ素はまた鋼生産における脱酸のた
めに一般に用いられる元素であり、酸化物付着性に対し
ては中程度若しくは軽度に有益な効果を及ぼすにすぎな
いように思われる。ケイ素は低温加工中の合金の脆性の
一因となる可能性があり、この脆性はクロム含量が１４
％未満であるときに最も顕著である。この理由から、好
ましくは、ケイ素は合金の熱間加工性に不利な影響を与
えずに１％までの範囲であることができる。
【００２１】マンガンレベルは１％まで、好ましくは
０．５％までの範囲であることができる。このようなマ
ンガンレベルは効果的な二次加工を可能にし、合金の二
次成形適性と熱間加工性とを妨害しうる、不必要な硬度
と強度とを避ける。
０．５％までの範囲であることができる。このようなマ
ンガンレベルは効果的な二次加工を可能にし、合金の二
次成形適性と熱間加工性とを妨害しうる、不必要な硬度
と強度とを避ける。
【００２２】この合金は合金の耐熱サイクル酸化性に強
く不利な影響を与えると思われるチタンを実質的に含ま
ない。米国特許第４，４１４，０２３号に述べられてい
るように、安定化元素は一般に合金の耐熱サイクル酸化
に不利な影響を与えるが、チタンは例えばジルコニウム
及びニオブに比べた場合に、最も不利な効果を有するよ
うに思われる。
く不利な影響を与えると思われるチタンを実質的に含ま
ない。米国特許第４，４１４，０２３号に述べられてい
るように、安定化元素は一般に合金の耐熱サイクル酸化
に不利な影響を与えるが、チタンは例えばジルコニウム
及びニオブに比べた場合に、最も不利な効果を有するよ
うに思われる。
【００２３】本発明は耐クリープ性のために有効量から
１．５％まで、好ましくは０．８％まで、より好ましく
は０．１〜０．５５％、最も好ましくは０．２８〜０．
５５％の範囲のニオブ添加物を含む。私の以前の研究で
発見されたように、ニオブは耐熱サイクル酸化性に不利
な効果を及ぼすことが最も少なく、高温焼きなまし後に
高温クリープ強度を改良することが判明した。合金の耐
クリープ性を実証する、応力−破壊時間試験における固
有の、制御可能な改良は同時係属出願第０８／１９３，
９６７号に述べられるようにニオブの制御添加によって
達成されうる。過剰量のニオブは熱間加工性に対して有
害であると考えられる。ラーベス(Laves)相沈殿も低温
における加工硬化速度を高めるので、冷延中の付加的な
焼きなまし工程を必要とし、これが材料の生産コストを
高めると考えられる。このような追加工程は、合金を薄
いホイルゲージにまで圧延する場合に、非常に費用がか
かることになる。ニオブ添加がラーベス相粒界ピンニン
グ(pinning)によって再結晶を遅延させる効果を有する
可能性があり、熱間加工を一層困難にすることが判明し
ている。この結果、ニオブの過剰量が存在する場合に
は、薄いホイルゲージまでの冷延のために高い中間及び
最終焼きなまし温度並びに緩慢な線速度が必要になる。
１．５％まで、好ましくは０．８％まで、より好ましく
は０．１〜０．５５％、最も好ましくは０．２８〜０．
５５％の範囲のニオブ添加物を含む。私の以前の研究で
発見されたように、ニオブは耐熱サイクル酸化性に不利
な効果を及ぼすことが最も少なく、高温焼きなまし後に
高温クリープ強度を改良することが判明した。合金の耐
クリープ性を実証する、応力−破壊時間試験における固
有の、制御可能な改良は同時係属出願第０８／１９３，
９６７号に述べられるようにニオブの制御添加によって
達成されうる。過剰量のニオブは熱間加工性に対して有
害であると考えられる。ラーベス(Laves)相沈殿も低温
における加工硬化速度を高めるので、冷延中の付加的な
焼きなまし工程を必要とし、これが材料の生産コストを
高めると考えられる。このような追加工程は、合金を薄
いホイルゲージにまで圧延する場合に、非常に費用がか
かることになる。ニオブ添加がラーベス相粒界ピンニン
グ(pinning)によって再結晶を遅延させる効果を有する
可能性があり、熱間加工を一層困難にすることが判明し
ている。この結果、ニオブの過剰量が存在する場合に
は、薄いホイルゲージまでの冷延のために高い中間及び
最終焼きなまし温度並びに緩慢な線速度が必要になる。
【００２４】不必要に多量のニオブを避けるために、材
料の最終末端用途に基づいて鉄−クロムーアルミニウム
合金のクリープ強度を予定することができることが判明
している。
料の最終末端用途に基づいて鉄−クロムーアルミニウム
合金のクリープ強度を予定することができることが判明
している。
【００２５】約０．８％を越えるニオブレベルは合金の
熱間加工に関連した困難さを高める。例えば、小さいひ
び割れを除去するためにより大きな研削とコンディショ
ニング(conditioning)とが必要であるか、又はより高温
での焼きなましの実施が必要である。最終用途に必要な
クリープ強度に対処するために望ましいレベルの耐クリ
ープ性を得るために、好ましくはニオブを０．１〜０．
５５％の好ましい範囲内で選択する。このような細心の
選択は、クリープ強度必要条件を満たすために必要な加
工を定義するために、製造加工を最適にする。ある一定
の高温振動試験にさらされる最終使用製品に二次加工す
る場合に、合金のクリープ強度と機械的挙動との両方を
最適化するために、ニオブは好ましくは０．２８〜０．
５５％の範囲、又は０．４〜０．５５％の範囲でさえあ
ることができる。約１９００°Ｆ（１０３８℃）を越え
るオーダーの非常に高い温度への暴露からの過度の粒子
成長が最終用途試験における短期間の機械的挙動に不利
に影響することが判明した。ニオブ量の制御の付加的な
利点が、例えば“ホイスカー(whiskers)”のような、均
一に組織化された酸化アルミニウム表面を形成する能力
であるホイスカービリティ(whiskerbility)に有利な効
果を及ぼすように思われる。望ましい酸化アルミニウム
表面を形成するための通常の又は知られた方法を本発明
の合金に適用することができる。
熱間加工に関連した困難さを高める。例えば、小さいひ
び割れを除去するためにより大きな研削とコンディショ
ニング(conditioning)とが必要であるか、又はより高温
での焼きなましの実施が必要である。最終用途に必要な
クリープ強度に対処するために望ましいレベルの耐クリ
ープ性を得るために、好ましくはニオブを０．１〜０．
５５％の好ましい範囲内で選択する。このような細心の
選択は、クリープ強度必要条件を満たすために必要な加
工を定義するために、製造加工を最適にする。ある一定
の高温振動試験にさらされる最終使用製品に二次加工す
る場合に、合金のクリープ強度と機械的挙動との両方を
最適化するために、ニオブは好ましくは０．２８〜０．
５５％の範囲、又は０．４〜０．５５％の範囲でさえあ
ることができる。約１９００°Ｆ（１０３８℃）を越え
るオーダーの非常に高い温度への暴露からの過度の粒子
成長が最終用途試験における短期間の機械的挙動に不利
に影響することが判明した。ニオブ量の制御の付加的な
利点が、例えば“ホイスカー(whiskers)”のような、均
一に組織化された酸化アルミニウム表面を形成する能力
であるホイスカービリティ(whiskerbility)に有利な効
果を及ぼすように思われる。望ましい酸化アルミニウム
表面を形成するための通常の又は知られた方法を本発明
の合金に適用することができる。
【００２６】本発明の改良は、鉄−クロムーアルミニウ
ム合金の耐酸化性にモリブデンが有害な、強い影響を有
するという発見である。合金はモリブデンを実質的に含
むべきではない。０．１％以下のモリブデンは許容され
る；しかし、この範囲内で量が増大すると、耐高温酸化
性が不利に影響される。モリブデンを好ましくは０．０
７％未満に、より好ましくは０．０５％未満に維持す
る。特別な原料物質の選択がモリブデン含量の制御を容
易にする。０．０１％未満のモリブデンが耐酸化性をさ
らに改良するとは思われないが、０．０１％未満を必要
とすることは原料物質と溶融との必要条件が非常に厳し
くなるので、製造コストを有意に高めることになる。
ム合金の耐酸化性にモリブデンが有害な、強い影響を有
するという発見である。合金はモリブデンを実質的に含
むべきではない。０．１％以下のモリブデンは許容され
る；しかし、この範囲内で量が増大すると、耐高温酸化
性が不利に影響される。モリブデンを好ましくは０．０
７％未満に、より好ましくは０．０５％未満に維持す
る。特別な原料物質の選択がモリブデン含量の制御を容
易にする。０．０１％未満のモリブデンが耐酸化性をさ
らに改良するとは思われないが、０．０１％未満を必要
とすることは原料物質と溶融との必要条件が非常に厳し
くなるので、製造コストを有意に高めることになる。
【００２７】０．１％〜０．５５％のニオブの制御範囲
と０．１０％未満、好ましくは０．０１〜０．０７％の
モリブデンの低い残留レベルとの両方を満たす合金は耐
クリープ性と耐酸化性とを今までに実現されなかったほ
ど最適化する。
と０．１０％未満、好ましくは０．０１〜０．０７％の
モリブデンの低い残留レベルとの両方を満たす合金は耐
クリープ性と耐酸化性とを今までに実現されなかったほ
ど最適化する。
【００２８】本発明の合金の製造において、合金の溶融
物を電気アーク炉、アルゴンー酸素−脱炭（ＡＯＤ）及
び真空誘導溶融方法を含めた、通常の方法によって製造
することができる。本発明の合金は幾らか特別な原料物
質選択を必要とするが、例えば真空溶融のような、特別
の溶融方法を必要としない。溶融物に稀土類を添加する
前に、酸素、窒素及び硫黄の通常の製鋼不純物を減ずる
ことが好ましい。次に、溶融物を連続的にスラブにキャ
ストするか、又はインゴットにキャストし、プレート、
バー、ストリップ又はシートに加工することができる。
鋼を次に熱間及び冷間圧延し、所望の形状に二次加工す
る前に、例えば脱スケール及び焼きなましのような、通
常のプロセスを受けさせることができる。
物を電気アーク炉、アルゴンー酸素−脱炭（ＡＯＤ）及
び真空誘導溶融方法を含めた、通常の方法によって製造
することができる。本発明の合金は幾らか特別な原料物
質選択を必要とするが、例えば真空溶融のような、特別
の溶融方法を必要としない。溶融物に稀土類を添加する
前に、酸素、窒素及び硫黄の通常の製鋼不純物を減ずる
ことが好ましい。次に、溶融物を連続的にスラブにキャ
ストするか、又はインゴットにキャストし、プレート、
バー、ストリップ又はシートに加工することができる。
鋼を次に熱間及び冷間圧延し、所望の形状に二次加工す
る前に、例えば脱スケール及び焼きなましのような、通
常のプロセスを受けさせることができる。
【００２９】本発明をさらに完全に理解するために、下
記実施例を述べる。
記実施例を述べる。
【００３０】
【実施例】実施例１ 元素を溶融状態で合金化することによって、下記表１に
示す本発明の合金を製造する。表に記載の合金を真空誘
導によって５０ポンドＨｅａｔに溶融した。一般に、イ
ンゴットを６インチ幅ｘ１インチ（１５．２ｘ２．５ｃ
ｍ）厚さのバーに熱延するために約２３００°Ｆ（１２
６０℃）に加熱し、次に０．１００インチ（０．２５ｃ
ｍ）厚さに熱延した。Ｈｅａｔ ＲＶ６３１〜ＲＶ６３
６及びＲＶ７０２の合金を下記表に示す。
示す本発明の合金を製造する。表に記載の合金を真空誘
導によって５０ポンドＨｅａｔに溶融した。一般に、イ
ンゴットを６インチ幅ｘ１インチ（１５．２ｘ２．５ｃ
ｍ）厚さのバーに熱延するために約２３００°Ｆ（１２
６０℃）に加熱し、次に０．１００インチ（０．２５ｃ
ｍ）厚さに熱延した。Ｈｅａｔ ＲＶ６３１〜ＲＶ６３
６及びＲＶ７０２の合金を下記表に示す。
【００３１】 表１ RV631 RV632 RV633 RV634 RV635 RV636 RV702 Cb 0.82 0.55 0.28 0.54 0.28 0.54 0.43 Mo 0.09 0.089 0.089 1.03 0.13 0.09 0.034 Ti 0.003 0.008 0.008 0.009 0.20 0.21 - Ce 0.017 0.019 0.011 0.018 0.017 0.014 0.013 La 0.002 0.003 0.003 0.003 0.002 0.003 - Cr 19.98 19.90 19.96 20.18 19.93 20.05 19.88 Al 5.40 5.34 5.32 5.25 5.18 5.29 5.14 Si 0.47 0.51 0.50 0.50 0.50 0.50 0.49 Mn 0.25 0.25 0.25 0.24 0.25 0.24 0.25 C 0.014 0.014 0.014 0.013 0.013 0.014 0.010 Ni 0.12 0.13 0.12 0.12 0.13 0.13 0.14 P 0.012 0.013 0.011 0.011 0.012 0.012 0.013 N 0.0014 0.0014 0.0014 0.0015 0.0014 0.0014 - S 0.0036 0.022 0.0020 0.0022 0.0044 0.0021 0.0008 Ca 0.001 0.001 <0.001 <0.001 0.002 <0.001 <0.0005 Mg <0.001 <0.001 <0.001 <0.001 <0.001 <0.001 ー Ｈｅａｔ ４１３０３を米国特許第４，４１４，０２３
号に従って商業的に溶融して、典型的な商業的合金組成
物を得て、対照Ｈｅａｔとして処理する。これはニオブ
を含まず、モリブデン０．０３４％を含有する。
号に従って商業的に溶融して、典型的な商業的合金組成
物を得て、対照Ｈｅａｔとして処理する。これはニオブ
を含まず、モリブデン０．０３４％を含有する。
【００３２】本発明の合金の耐クリープ性を実証するた
めに、０．０３０インチ（０．０７６ｍｍ）ゲージの冷
延ストリップに対して種々な温度において応力−破壊試
験を実施することによって、表Ｉの数種のＨｅａｔを検
査した。応力−破壊試験は加熱した合金試験片にＡＳＴ
Ｍ Ｅ−１３９に規定された方法によって静的引張り荷
重(static tensil load)を与え、試験片が破壊するまで
の時間を測定することによって実施する。９００℃にお
いて得られる応力−破壊データを図１にグラフによって
示す。図１はそれぞれニオブ０．５５％と０．５４％を
有するＨｅａｔＲＶ６３２とＨｅａｔ ＲＶ６３４の応
力−破壊データを示す。図１では、２種のＨｅａｔは、
モリブデン０．０９％と１．０３％とにおける応力−破
壊（クリープ）挙動に検出できるほどの差異がないこと
を示す。
めに、０．０３０インチ（０．０７６ｍｍ）ゲージの冷
延ストリップに対して種々な温度において応力−破壊試
験を実施することによって、表Ｉの数種のＨｅａｔを検
査した。応力−破壊試験は加熱した合金試験片にＡＳＴ
Ｍ Ｅ−１３９に規定された方法によって静的引張り荷
重(static tensil load)を与え、試験片が破壊するまで
の時間を測定することによって実施する。９００℃にお
いて得られる応力−破壊データを図１にグラフによって
示す。図１はそれぞれニオブ０．５５％と０．５４％を
有するＨｅａｔＲＶ６３２とＨｅａｔ ＲＶ６３４の応
力−破壊データを示す。図１では、２種のＨｅａｔは、
モリブデン０．０９％と１．０３％とにおける応力−破
壊（クリープ）挙動に検出できるほどの差異がないこと
を示す。
【００３３】８５０℃と９００℃における応力−破壊デ
ータも、それぞれ異なるニオブ含量を有するＨｅａｔ
ＲＶ６３１〜６３４及び７０２に関して得た。０．８％
未満のレベルにおいてニオブ増加の効果がクリープ強度
の改良として示される。０．２８％程度のニオブ添加は
破壊時間の顕著な改良を生ずる。８５０℃（１５６２°
Ｆ）又は９００℃（１６５２°Ｆ）のいずれにおいて
も、０．５５％と０．８２％との間で破壊時間の識別可
能な差異は見られなかった。
ータも、それぞれ異なるニオブ含量を有するＨｅａｔ
ＲＶ６３１〜６３４及び７０２に関して得た。０．８％
未満のレベルにおいてニオブ増加の効果がクリープ強度
の改良として示される。０．２８％程度のニオブ添加は
破壊時間の顕著な改良を生ずる。８５０℃（１５６２°
Ｆ）又は９００℃（１６５２°Ｆ）のいずれにおいて
も、０．５５％と０．８２％との間で破壊時間の識別可
能な差異は見られなかった。
【００３４】私の同時係属出願第０８／１９３，９６７
号に述べるように、０．８％までの広い範囲内及び０．
１〜０．５５％の好ましい範囲内のニオブの制御量を有
する本発明の合金は、不充分なニオブ量を有する合金に
比べて、高温において大きい耐クリープ性を有すると結
論することができる。
号に述べるように、０．８％までの広い範囲内及び０．
１〜０．５５％の好ましい範囲内のニオブの制御量を有
する本発明の合金は、不充分なニオブ量を有する合金に
比べて、高温において大きい耐クリープ性を有すると結
論することができる。
【００３５】等温の耐酸化性に関しては、触媒基体合金
を評価するための第１判定基準は“剥離(breakaway)ま
での時間”又は“剥離時間”ｔbとして知られる。これ
はその時間までのα−（Ａｌ，Ｃｒ）2Ｏ3酸化プロセス
による重量増加(weight gain)が予想放物線法則に従
い、重量増加速度が時間と共に減少するような、一定温
度における時間の長さである。ｔb後に、酸化は加速さ
れた速度で進行し、サンプルのホイルはＦｅ及びＣｒの
急激な酸化のために極度に脆性になる。剥離酸化は合金
中のアルミニウムが低レベルにまで消耗される点に関連
するので、サンプル厚さに強度に依存する。放物線的酸
化からの逸脱は内部酸化を招くような条件又は好ましく
ないスピネル形成を促進させる元素の存在によっても生
ずることがある。スピネルは鉄とクロムとを含む、不粘
着性の非保護酸化物(non-protectiveoxide)である。
を評価するための第１判定基準は“剥離(breakaway)ま
での時間”又は“剥離時間”ｔbとして知られる。これ
はその時間までのα−（Ａｌ，Ｃｒ）2Ｏ3酸化プロセス
による重量増加(weight gain)が予想放物線法則に従
い、重量増加速度が時間と共に減少するような、一定温
度における時間の長さである。ｔb後に、酸化は加速さ
れた速度で進行し、サンプルのホイルはＦｅ及びＣｒの
急激な酸化のために極度に脆性になる。剥離酸化は合金
中のアルミニウムが低レベルにまで消耗される点に関連
するので、サンプル厚さに強度に依存する。放物線的酸
化からの逸脱は内部酸化を招くような条件又は好ましく
ないスピネル形成を促進させる元素の存在によっても生
ずることがある。スピネルは鉄とクロムとを含む、不粘
着性の非保護酸化物(non-protectiveoxide)である。
【００３６】この考察のために、酸化物は完全にＡｌ2
Ｏ3であり、反応速度(kinetics)はＡｌ2Ｏ3形成に依存
する。剥離前のα−Ａｌ2Ｏ3酸化は次の放物線関係式に
従う： （△Ｗ／Ａ）2＝Ｋｔ＋Ｃ 式中、△Ｗは重量の変化であり、Ａは総表面積であり、
ｔは時間であり、ＫとＣは経験的に定められた定数であ
る。ホイルサンプルの総Ａｌ含量はその厚さに比例する
ので、Ａｌが低レベルまでに消耗される時間（したがっ
て、ｔb）はサンプル厚さの二乗に比例することにな
る。
Ｏ3であり、反応速度(kinetics)はＡｌ2Ｏ3形成に依存
する。剥離前のα−Ａｌ2Ｏ3酸化は次の放物線関係式に
従う： （△Ｗ／Ａ）2＝Ｋｔ＋Ｃ 式中、△Ｗは重量の変化であり、Ａは総表面積であり、
ｔは時間であり、ＫとＣは経験的に定められた定数であ
る。ホイルサンプルの総Ａｌ含量はその厚さに比例する
ので、Ａｌが低レベルまでに消耗される時間（したがっ
て、ｔb）はサンプル厚さの二乗に比例することにな
る。
【００３７】実施例２ 表ＩＩに示す他の合金系列を実施例１に述べた方法と同
様にして、溶融した。合金Ｈｅａｔ ＲＶ７０８〜７１
５も０．１００インチ（０．２５ｃｍ）熱延バンド(hot
roll band)から０．０３０インチ（０．０７６ｃｍ）
の冷延ゲージまで冷間圧延した。熱延バンドを脱スケー
ルし、必要に応じてコンディショニングしてから、冷間
圧延した。ストリップの一部を必要に応じて予熱又は中
間焼きなまししてから、０．００２インチ（０．００５
ｃｍ）の最終ゲージに冷延した、。
様にして、溶融した。合金Ｈｅａｔ ＲＶ７０８〜７１
５も０．１００インチ（０．２５ｃｍ）熱延バンド(hot
roll band)から０．０３０インチ（０．０７６ｃｍ）
の冷延ゲージまで冷間圧延した。熱延バンドを脱スケー
ルし、必要に応じてコンディショニングしてから、冷間
圧延した。ストリップの一部を必要に応じて予熱又は中
間焼きなまししてから、０．００２インチ（０．００５
ｃｍ）の最終ゲージに冷延した、。
【００３８】 表ＩＩ RV708 RV709 RV710 RV711 RV712 RV713 RV714 RV715 Cb 0.26 0.26 0.27 0.27 0.27 0.26 0.027 0.027 Mo 0.012 0.015 0.026 0.037 0.050 0.059 0.068 0.078 Ce 0.018 0.022 0.040 0.033 0.038 0.040 0.034 0.038 Cr 19.44 19.80 19.72 19.89 19.77 19.92 19.95 19.89 Al 5.17 5.24 5.28 5.21 5.24 5.15 5.16 5.10 Si 0.40 0.46 0.45 0.47 0.44 0.49 0.49 0.49 Mn 0.27 0.26 0.25 0.25 0.25 0.24 0.025 0.25 C 0.0086 0.0094 0.0118 0.0099 0.0081 0.0114 0.0104 0.0091 Ni 0.14 0.15 0.14 0.13 0.013 0.14 0.14 0.14 P 0.013 0.013 0.013 0.013 0.012 0.012 0.013 0.012 N 0.0076 0.0061 0.0087 0.0091 0.010 0.0082 0.0105 0.0101 S 0.0019 0.0017 0.0009 0.0016 0.0009 0.0013 0.0017 0.0018 Ca <0.001 <0.001 <0.001 <0.001 <0.001 <0.001 <0.001 <0.001 表ＩＩ及び実施例１の表Ｉの各合金のホイルサンプルの
等温の耐酸化性を一連の時間に関して２１００°Ｆ（１
１５０℃）において測定した。空気中での加熱後に重量
増加を測定することによって、酸化データを得た。図２
はモリブデン含量の関数として剥離時間をグラフによっ
て示す。小さいサンプル厚さの変化がデータに影響する
かどうかを判定するために、単位面積あたりの重量増加
データを最初のサンプル厚さの二乗によって除すること
によって標準化した。図３は放物線的酸化物成長の反応
速度を説明するために、モリブデン含量の関数としての
算出値をグラフによって示す。
等温の耐酸化性を一連の時間に関して２１００°Ｆ（１
１５０℃）において測定した。空気中での加熱後に重量
増加を測定することによって、酸化データを得た。図２
はモリブデン含量の関数として剥離時間をグラフによっ
て示す。小さいサンプル厚さの変化がデータに影響する
かどうかを判定するために、単位面積あたりの重量増加
データを最初のサンプル厚さの二乗によって除すること
によって標準化した。図３は放物線的酸化物成長の反応
速度を説明するために、モリブデン含量の関数としての
算出値をグラフによって示す。
【００３９】図２と３において、クローズドダイアモン
ドデータ(closed diamond data)点は、合金組成がニオ
ブとチタン並びにモリブデンの変化を含む、表ＩのＨｅ
ａｔと他のＦｅ−２０Ｃｒ−５Ａｌ−ＲＥＭ合金を表
す。オープンサークルデータ点は種々なモリブデン濃度
を有して特に溶融され、組成の残部を一定に維持しよう
と試みられた表ＩＩの合金を表す。図２と３に示したＨ
ｅａｔ ＲＶ７１０（０．０２６％Ｍｏ）のデータは異
常であり、説明することができない。
ドデータ(closed diamond data)点は、合金組成がニオ
ブとチタン並びにモリブデンの変化を含む、表ＩのＨｅ
ａｔと他のＦｅ−２０Ｃｒ−５Ａｌ−ＲＥＭ合金を表
す。オープンサークルデータ点は種々なモリブデン濃度
を有して特に溶融され、組成の残部を一定に維持しよう
と試みられた表ＩＩの合金を表す。図２と３に示したＨ
ｅａｔ ＲＶ７１０（０．０２６％Ｍｏ）のデータは異
常であり、説明することができない。
【００４０】図３はこれらの酸化データにおいてサンプ
ル厚さが決定的な役割を果たさないことを示す。換言す
ると、得られたデータは試験サンプルの厚さの小変化に
無関係であった。
ル厚さが決定的な役割を果たさないことを示す。換言す
ると、得られたデータは試験サンプルの厚さの小変化に
無関係であった。
【００４１】図２と３には、剥離時間（ｔb）が５０時
間であったモリブデン１．０３％のＨｅａｔのデータを
示さない。図３に示すようにサンプル厚さを考慮する場
合に、（ｔb／厚さの二乗）の値は１２．５時間／ｍｉ
ｌ2であった。
間であったモリブデン１．０３％のＨｅａｔのデータを
示さない。図３に示すようにサンプル厚さを考慮する場
合に、（ｔb／厚さの二乗）の値は１２．５時間／ｍｉ
ｌ2であった。
【００４２】図２と３は、公称クロム２０％、アルミニ
ウム５％、稀土類、ニオブ０．８２％未満、及びモリブ
デン約０．１％未満を含む鉄−クロムーアルミニウム合
金がより多くモリブデンを含むＨｅａｔよりも非常に長
い剥離時間を有することを実証する。この効果は０．０
１２％程度のモリブデンによって完全に実現される。モ
リブデンがさらに減少すると、剥離時間（ｔb）の改良
はもはや生じないように思われる。
ウム５％、稀土類、ニオブ０．８２％未満、及びモリブ
デン約０．１％未満を含む鉄−クロムーアルミニウム合
金がより多くモリブデンを含むＨｅａｔよりも非常に長
い剥離時間を有することを実証する。この効果は０．０
１２％程度のモリブデンによって完全に実現される。モ
リブデンがさらに減少すると、剥離時間（ｔb）の改良
はもはや生じないように思われる。
【００４３】図４に示すように、２１００°Ｆ（１１４
９℃）において放物線速度定数と合金中のモリブデン含
量との間には負の相関関係が存在する。放物線速度定数
はモリブデン含量と共に増加する。図２、３及び４は共
に、モリブデンが酸化速度を促進し、それによって合金
からのアルミニウム消耗速度を高めることによって、剥
離時間を短縮する効果を有することを実証する。
９℃）において放物線速度定数と合金中のモリブデン含
量との間には負の相関関係が存在する。放物線速度定数
はモリブデン含量と共に増加する。図２、３及び４は共
に、モリブデンが酸化速度を促進し、それによって合金
からのアルミニウム消耗速度を高めることによって、剥
離時間を短縮する効果を有することを実証する。
【００４４】放物線的速度定数は、二乗した比重量増加
を剥離時間（ｔb）まで時間に対してプロットすること
によって得た。データを最小二乗法(least squares fi
t)を用いて分析した。
を剥離時間（ｔb）まで時間に対してプロットすること
によって得た。データを最小二乗法(least squares fi
t)を用いて分析した。
【００４５】本発明の新規性は、ニオブがクリープ強度
に対してモリブデンよりもはるかに大きい影響を及ぼす
が、改良された耐クリープ性を有する鉄−クロムーアル
ミニウムー稀土類合金の耐酸化性を最大にするためには
モリブデンの細心の制御が必要であることを示す。本発
明によると、モリブデンが約０．１０％以上、好ましく
は０．０７％以上存在する場合には、耐酸化性が犠牲に
されること及び熱間加工問題が増加することが判明し
た。
に対してモリブデンよりもはるかに大きい影響を及ぼす
が、改良された耐クリープ性を有する鉄−クロムーアル
ミニウムー稀土類合金の耐酸化性を最大にするためには
モリブデンの細心の制御が必要であることを示す。本発
明によると、モリブデンが約０．１０％以上、好ましく
は０．０７％以上存在する場合には、耐酸化性が犠牲に
されること及び熱間加工問題が増加することが判明し
た。
【００４６】通常の製鋼残留物も炭素、窒素、ホウ素、
リン及び硫黄として存在する。鋼の溶融供給材料からモ
リブデンを液体金属除去する手段は現在利用不能である
ので、モリブデンを低い残留レベルに制限することによ
って、低モリブデン溶融ストックを用いる方法を実施し
なければならない。モリブデンレベルをルーチンに制限
するために溶融方法の有効な制御が必要であると考えら
れる。
リン及び硫黄として存在する。鋼の溶融供給材料からモ
リブデンを液体金属除去する手段は現在利用不能である
ので、モリブデンを低い残留レベルに制限することによ
って、低モリブデン溶融ストックを用いる方法を実施し
なければならない。モリブデンレベルをルーチンに制限
するために溶融方法の有効な制御が必要であると考えら
れる。
【００４７】本発明の熱間加工性フェライト系ステンレ
ス鋼合金は、細心の組成制御によって調節することがで
きる、応力−破壊試験によって測定された、改良された
耐熱サイクル酸化性並びに耐クリープ性を有する。この
ような改良はモリブデンを制御して、耐酸化性を強化す
ることによって達成される、耐酸化性は例えば触媒基体
用のような、材料の幾つかの最終用途に対して最も重要
な性質の１つである。
ス鋼合金は、細心の組成制御によって調節することがで
きる、応力−破壊試験によって測定された、改良された
耐熱サイクル酸化性並びに耐クリープ性を有する。この
ような改良はモリブデンを制御して、耐酸化性を強化す
ることによって達成される、耐酸化性は例えば触媒基体
用のような、材料の幾つかの最終用途に対して最も重要
な性質の１つである。
【００４８】本発明の幾つかの実施態様を示し、説明し
たが、本発明の範囲から逸脱せずに変更がなされうるこ
とは当業者に明らかであろう。
たが、本発明の範囲から逸脱せずに変更がなされうるこ
とは当業者に明らかであろう。
【図１】種々なモリブデンレベルにおける９００℃での
応力−破壊試験のプロット。
応力−破壊試験のプロット。
【図２】モリブデンの関数としての酸化物剥離時間のプ
ロット。
ロット。
【図３】モリブデンの関数としての酸化物剥離時間のプ
ロット。
ロット。
【図４】モリブデンの関数としての放物線的速度定数の
プロット。
プロット。
Claims (10)
- 【請求項１】 熱サイクル酸化とクリープとに耐性な熱
間加工性フェライト系ステンレス鋼合金であって、本質
的に、クロム１０〜２５重量％と、アルミニウム３〜８
重量％と、ケイ素４重量％までと、マンガン１重量％ま
でと、稀土類０．８重量％までと、耐クリープ性のため
の有効量のニオブ０．８重量％までと、耐酸化性のため
に約０．１０重量％以下のモリブデンと、残部の鉄と通
常の製鋼不純物とから本質的になる前記合金。 - 【請求項２】 モリブデン０．０９重量％未満を有する
請求項１記載の合金。 - 【請求項３】 モリブデン０．０５重量％未満を有する
請求項１記載の合金。 - 【請求項４】 モリブデン０．０１〜０．０７重量％を
有する請求項１記載の合金。 - 【請求項５】 ニオブ０．１〜０．５５重量％を有する
請求項１記載の合金。 - 【請求項６】 稀土類０．００２〜０．０６重量％を有
する請求項１記載の合金。 - 【請求項７】 クロム１９〜２１重量％と、アルミニウ
ム４．５〜５．５重量％と、ケイ素０．２〜０．６重量
％と、ニオブ０．１〜０．５５重量％と、モリブデン約
０．０７重量％以下とを有し、稀土類の主要成分がセリ
ウム０．００５〜０．０３５重量％である請求項１記載
の合金。 - 【請求項８】 請求項１記載の熱間加工性フェライト系
ステンレス鋼合金を含む、酸化とクリープとに耐性な触
媒基体。 - 【請求項９】 請求項８記載の基体を含む触媒系。
- 【請求項１０】 熱サイクル酸化とクリープとに耐性な
熱間加工性フェライト系ステンレス鋼合金であって、本
質的に、クロム１９〜２１重量％と、アルミニウム４．
５〜５．５重量％と、ケイ素１重量％までと、マンガン
１重量％までと、セリウム０．００５〜０．０３５重量
％と、ニオブ０．１〜０．５５重量％と、耐酸化性のた
めに約０．０９重量％以下のモリブデンと、残部の鉄と
通常の製鋼不純物とから本質的になる前記合金。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US19382494A | 1994-02-09 | 1994-02-09 | |
| US193824 | 1994-02-09 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07252608A true JPH07252608A (ja) | 1995-10-03 |
Family
ID=22715168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7022043A Pending JPH07252608A (ja) | 1994-02-09 | 1995-02-09 | 熱間加工性フェライト系ステンレス鋼合金 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0667400A1 (ja) |
| JP (1) | JPH07252608A (ja) |
| KR (1) | KR950032679A (ja) |
| CN (1) | CN1109916A (ja) |
| AU (1) | AU1134095A (ja) |
| BR (1) | BR9500463A (ja) |
| CA (1) | CA2142035A1 (ja) |
| FI (1) | FI950560L (ja) |
| ZA (1) | ZA95523B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007524001A (ja) * | 2004-02-23 | 2007-08-23 | サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ | 高温用途用Ｃｒ−Ａｌ鋼 |
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| SE520617C2 (sv) | 2001-10-02 | 2003-07-29 | Sandvik Ab | Ferritiskt rostfritt stål, folie tillverkad av stålet, användning av stålet och folien, samt metod för att framställa stålet |
| SE525252C2 (sv) | 2001-11-22 | 2005-01-11 | Sandvik Ab | Superaustenitiskt rostfritt stål samt användning av detta stål |
| SE527176C2 (sv) * | 2003-04-02 | 2006-01-17 | Sandvik Intellectual Property | Rostfritt stål för användning i högtemperaturapplikationer |
| CN106256919B (zh) * | 2015-06-17 | 2020-07-14 | 宝钢德盛不锈钢有限公司 | 具有抗冷凝液腐蚀性的低成本铁素体不锈钢及其制造方法 |
| US20240337002A1 (en) * | 2021-11-11 | 2024-10-10 | Kanthal Ab | A FeCrAl powder and an object made thereof |
| CN117344236B (zh) * | 2023-10-10 | 2025-10-28 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 一种铁铬铝合金及其制备方法和应用 |
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|---|---|---|---|---|
| JPS49115927A (ja) * | 1973-03-10 | 1974-11-06 | ||
| US4286986A (en) * | 1979-08-01 | 1981-09-01 | Allegheny Ludlum Steel Corporation | Ferritic stainless steel and processing therefor |
| US4414023A (en) * | 1982-04-12 | 1983-11-08 | Allegheny Ludlum Steel Corporation | Iron-chromium-aluminum alloy and article and method therefor |
| JPH068486B2 (ja) * | 1989-03-27 | 1994-02-02 | 新日本製鐵株式会社 | 製造性に優れた耐熱、耐酸化性Ｆｅ―Ｃｒ―Ａ▲ｌ▼系合金 |
| JPH0672287B2 (ja) * | 1989-11-28 | 1994-09-14 | 新日本製鐵株式会社 | 燃焼排ガス中での耐酸性に優れた耐熱フェライト系ステンレス鋼箔 |
-
1995
- 1995-01-23 ZA ZA95523A patent/ZA95523B/xx unknown
- 1995-01-24 AU AU11340/95A patent/AU1134095A/en not_active Abandoned
- 1995-01-25 EP EP95300438A patent/EP0667400A1/en not_active Withdrawn
- 1995-02-07 CA CA002142035A patent/CA2142035A1/en not_active Abandoned
- 1995-02-07 BR BR9500463A patent/BR9500463A/pt not_active Application Discontinuation
- 1995-02-08 KR KR1019950002191A patent/KR950032679A/ko not_active Withdrawn
- 1995-02-09 FI FI950560A patent/FI950560L/fi not_active Application Discontinuation
- 1995-02-09 CN CN95101605A patent/CN1109916A/zh active Pending
- 1995-02-09 JP JP7022043A patent/JPH07252608A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007524001A (ja) * | 2004-02-23 | 2007-08-23 | サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ | 高温用途用Ｃｒ−Ａｌ鋼 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU1134095A (en) | 1995-08-17 |
| KR950032679A (ko) | 1995-12-22 |
| BR9500463A (pt) | 1995-09-26 |
| FI950560A7 (fi) | 1995-08-10 |
| CN1109916A (zh) | 1995-10-11 |
| CA2142035A1 (en) | 1995-08-10 |
| FI950560L (fi) | 1995-08-10 |
| FI950560A0 (fi) | 1995-02-09 |
| EP0667400A1 (en) | 1995-08-16 |
| ZA95523B (en) | 1995-10-02 |
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